Расчет теплообменников

ПОРЯДОК РАСЧЕТА ТЕПЛООБМЕННИКОВ

Основной характеристикой рекуперативных теплообменных аппаратов является теплопередающая поверхность, или
поверхность теплообмена. От ее величины зависят геометрические размеры теплообменников, стоимость их изготовления,
монтажа и эксплуатации.
Исходными данными для простейшего теплового расчета являются: расход одного из теплоносителей и температуры
обоих теплоносителей на входе и на выходе из аппарата.
Расчет поверхности теплообмена состоит из следующих основных стадий.
1. Определение тепловой нагрузки аппарата, средней движущей силы и средних температур теплоносителей.
2. Определение расхода второго вещества из теплового баланса.
3. Определение ориентировочной площади поверхности теплообмена, а также выбор размеров теплообменных труб и,
если возможно, расчет необходимого их количества при обеспечении заданного режима движения теплоносителей.
4. Предварительный выбор нормализованного теплообменника по принятым параметрам. Выписываются те фиксированные геометрические размеры аппарата, которые будут фигурировать в расчете (внутренний диаметр кожуха, число теплообменных труб и т. д. ). Параметры, которые не будут непосредственно участвовать в расчете, можно варьировать для обеспечения расчетной поверхности теплообмена при окончательном выборе нормализованного аппарата.
5. Определение частных коэффициентов теплоотдачи для обоих теплоносителей с использованием критериальных уравнений для соответствующих тепловых процессов, режимов теплоносителей, геометрического расположения труб и т. д.
Определение термических сопротивлений стенок и загрязнений со стороны горячего и холодного теплоносителей.
6. Определение общего коэффициента теплопередачи и уточнение температур стенки со стороны горячего
и холодного теплоносителей. Пересчет коэффициента теплопередачи.
7. Определение расчетной поверхности теплообмена по основному уравнению теплопередачи и окончательный выбор
нормализованного теплообменника. Определение запаса поверхности теплообмена, необходимого для обеспечения длительной работы аппарата, так как на поверхности труб и кожуха образуются разного вида загрязнения (отложение нерастворимых осадков, накипеобразование, ржавчина и т. д. ), которые снижают эффективность процесса теплообмена, уменьшая коэффициент теплопередачи.

Определение коэффициентов теплоотдачи

Чаще всего в инженерной практике используются критериальные уравнения процесса теплоотдачи. При выборе критериального уравнения для определения коэффициентов теплоотдачи необходимо принимать во внимание следующее.
1. Характер теплообмена: без изменения агрегатного состояния вещества (нагревание, охлаждение), с изменением агрегатного состояния вещества (кипение, конденсация).
2. Режим движения теплоносителя, за который при вынужденном движении отвечает критерий Рейнольдса.
3. Пространство теплообменника, в котором течет теплоноситель: трубное или межтрубное.
4. Геометрическое расположение теплообменных труб: вертикальное или горизонтальное.
5. Наличие перемешивающих механических устройств: мешалки, пневматические устройства и т. д.
6. Вид поверхности теплообмена: плоская, трубчатая, оребренная и т. д.
7. Тип конструкции теплообменника: кожухотрубчатый, змеевиковый, "труба в трубе" и т. д.

Обычно чтобы подобрать теплообменник, сначала выбирают его тип. Далее пользуются программами подбора, которые есть у всех ведущих производителей теплообменного оборудования.

Отзывы и комментарии