f площадь поверхности теплообмена (3 видео)

Содержание

Расчет поверхности теплообменника
Как рассчитать площадь теплообменника.
Расчет поверхности теплообмена
Практическое применение теплового расчета теплообменника
Материал по рубрике
Определение площади поверхности нагрева теплообменного аппарата
🔥 Видео

Видео:Л8 - Поверхности теплообмена.Скачать

Расчет поверхности теплообменника

Видео:Как опознать правильный котел.Техникум Марка СолонинаСкачать

Как рассчитать площадь теплообменника.

Что бы её определить используется следующая формула расчета теплообменника, т.е. его поверхности:

K – это коэффициент ( коэф-т) теплопередачи, t_ср – общая средняя разность температур между близлежащими теплоносителями, а F – площадь теплообмена в метрах квадратных.

Данное уравнение рассчитывает площадь пов-ти, которая непосредственно принимает участие в передаче тепла от горячей поверхности к холодной. Теплоотдачу от источника тепла к стенке так же необходимо учитывать, её теплопроводность и уровень теплоотдачи от неё к холодному теплоносителю.

Во время проведения предварительных/проверочных расчетов для простоты расчетов применяют относительные ( не точные) значения коэф-та теплопередачи. В них используются величины конденсации водяного пара – от 4000 до 15 000 Вт/ ( м^2К), если вода проходит через трубу, то – от 1200 до 5800 Вт/ ( м^2К), для определения теплопередачи пара к воде – K=800-3500 Вт/ ( м^2К).

Выполняя расчет поверхности теплообменника для ТЭЦ, этот коэф-т рассчитать проблематично, поэтому определение коэф-та K, для большей точности производится следующим образом:

K=1/ (1 /α_1 +δ /λ_ст +1/α_2)

α_ (1 ,2) — это показатели коэф-та теплоотдачи греющего и греемого теплоносителя Вт/ ( м^2*К),δ_ ( ст.) — размер толщины стенки трубы в метрах,λ_ ( ст.) – коэф-т теплопроводности используемого материала трубы Вт/ ( м*К). Помимо всего прочего необходимо учесть показатель термического сопротивления загрязнений ( накипи и др.), скапливающихся на пов-ти — R_заг, который рассчитывается следующим образом:

R_заг =δ_1/λ_1 +δ_2/λ_2

δ_ (1 ,2) — загрязнения ( толщина его слоя) изнутри и снаружи трубки в метрах

λ_ (1 ,2) — коэффициент его теплопроводности, Вт/ ( м*К)

Что бы произвести расчет теплообменника, его площади используется формула:

Как рассчитать или откуда взять показатели Q и K сказано чуть ранее. Показатель разницы температур (t_ ср) – рассчитывается при помощи средне — логарифмичной или арифметической формулам. K ( коэффициент теплоотдачи) – так же необходимо рассчитывать отдельно по эмпирическим формулам или при помощи числа Нуссельта (Nu ), используя уравнения подобия.

Видео:Современные теплообменные аппаратыСкачать

Расчет поверхности теплообмена

Для установившихся процессов и временных единиц уравнение передачи тепла описывается так:

где нем К – является коэффициентом передачи тепла и измеряется в Вт/(м2/К); tср – средняя разность теплот между носителями тепла, величина может измеряться как в Кельвинах, так и в градусах по Цельсию;

F – площадь поверхности обмена теплоты, измеряемая в квадратных метрах.

В свою очередь, проведя необходимые математические преобразования, можно определить поверхность теплообмена, зная количество теплоты, разность теплот и коэффициент отдачи теплоты.

Уравнение описывает процесс отдачи тепла от горячего носителя теплоты холодному с учетом отдачи тепла от горячего носителя теплоты к стенке, проводимости тепла к стенке и отдачи тепла от стенки к более холодному носителю теплоты.

Если в качестве примера взять задачу на теплообмен, реферат с подробным решением которой можно найти в глобальной сети на различных специализированных ресурсах, то можно понять, что в проверочных, а также в предварительных расчетах зачастую применяют приблизительные значения постоянных величин отдачи теплоты. При конденсации пара от -4 тысячи до 15 тысяч Вт, для воды, циркулирующей в трубах – от минус 1,2 тысяч до 5,8 тысяч Вт, для отдачи теплоты от конденсирующегося пара к воде – от 800 до 3,5 тысяч Вт.

Выполняя расчет площади теплообмена для подогревателей и теплообменников, которые используются на тепловых электростанциях, по всем известной формуле для плоской стенки можно вычислить общий коэффициент отдачи теплоты К:

где α1 и α2 − константы отдачи тепла со стороны подогревающего и подогреваемого теплоносителя, Вт / (м2*К);

δст − толщина стенки трубки, м; Здесь надо учитывать гладкая она или оребренная труба;

λст – константа проводимости материала трубки, Вт / (м*К).

С учетом реальных условий применения в расчет поверхности теплообмена включают и величину термического сопротивления загрязнению, которое откладывается на нагреваемых поверхностях трубы. Это может быть коррозия, накипь, известковые отложения и т.п.

Эта величина рассчитывается исходя из толщины слоев грязи с наружно и внутренней поверхности трубы. Константы теплопроводности слоев загрязнений измеряются в Вт/(м*К) и обозначаются как δ1 и δ2.

Само термическое сопротивление загрязнению рассчитывается по формуле:

R = δ1 / λ1 + δ 2 / λ2

Формула расчета теплообменника имеет вид:

При этом среднюю разность теплот можно вычислить по среднеарифметической либо средней логарифмической формуле. Коэффициент отдачи теплоты высчитывается по уравнениям подобия через Nu либо по эмпирическим формулам. О том, как высчитать количество теплоты, можно прочитать в предыдущем материале.

Видео:Основы лучистого теплообменаСкачать

Практическое применение теплового расчета теплообменника

В нашем производстве теплообменных аппаратов знание поверхности теплообмена играет решающую роль. Допустим заказчик просит сделать теплообменник и указывает конкретную площадь, у него имеется старый аппарат. Все! Аппарат готов, остается только его собрать, это технические вопросы. Поэтому тепловой расчет теплообменника решает решающую роль и позволяет сделать правильный подбор аппарата.

Не много сложнее когда поверхности нет. Тогда уже поможет только тепловой расчет, главная цель которого определить эту самую поверхность. И когда она есть можно считать, что теплообменник уже готов. Нужно лишь определиться с расположением камер, корпуса, движением теплоносителем, какую трубку использовать гладкую, с профильной навивкой или оребренную. Какие материалы использовать: медные и латунные трубы, трубы из нержавеющей стали гостовские или ТУ-е или сталь черный металл. Можно почитать материал теория и практика расчета теплообменного аппарата, а так же материалы для производства теплообменников.

Еще раз отмечу, чтоб сделать теплообменник нужно знать главное поверхность теплообмена!

На этом я заканчиваю, а вы можете ознакомиться с оборудованием нашего производства.

Кроме того мы занимаемся тем, что изготавливаем охлаждение силовых трансформаторов, как водяное, так и воздушное, пример маслоохладитель одц-160у1.

Помимо теплообменников, мы так изготавливаем принудительное охлаждение электродвигателя и мотор редуктора заводского исполнения.

Материал по рубрике

Всем солнца, хорошего настроения и заказывайте теплообменники на Уральском заводе МеталлЭкспортПром!

Видео:Дмитрий Евстафьев: большая европейская войнаСкачать

Определение площади поверхности нагрева теплообменного аппарата

Определение площади поверхности нагрева теплообменного аппарата производится исходя из определения теплопроизводитель- ности аппарата, т. е. количества теплоты, которым обмениваются греющий и нагреваемый теплоносители в процессе теплообмена.

Если поверхность нагрева аппарата F (м 2 ), а коэффициент теплопередачи, который принимается одинаковым по всей поверхности нагрева, К, то количество теплоты, которым обмениваются теплоносители, составит

где At_cp — средний логарифмический напор, определяемый по формуле (9.3). Уравнение (9.4) называют основным уравнением теплопередачи.

Решая уравнение (9.4) относительно F, получим

Таким образом, при заданной теплопроизводительности аппарата площадь его поверхности обратно пропорционально зависит от коэффициента теплопередачи и среднего температурного напора, следовательно, уменьшение площади поверхности нагрева может быть достигнуто за счет увеличения коэффициента теплопередачи и среднего логарифмического напора.

При рассмотрении формулы для определения коэффициента теплопередачи

можно определить, что увеличение коэффициента теплопередачи может быть достигнуто за счет увеличения коэффициентов теплоотдачи от греющего теплоносителя к поверхности нагрева а₂ и коэффициента теплоотдачи от поверхности нагрева к нагреваемому теплоносителю а₂. Этого можно достигнуть в основном за счет повышения скорости движения теплоносителей, изменение которой на практике ограничено.

Таким образом, можно определить, что уменьшение площади поверхности нагрева возможно путем увеличения среднего логарифмического напора. Исходя из того, что при противотоке можно достигнуть большей температуры нагреваемого теплоносителя на выходе из подогревателя, а следовательно, уменьшить величину At_M и в конечном итоге получить больший, чем при прямотоке, температурный напор, можно сделать вывод: при применении противо- точной схемы движения теплоносителей можно добиться уменьшения поверхности нагрева теплообменного аппарата.

Уменьшение площади поверхности нагрева аппарата приводит к уменьшению затрат материалов на его изготовление и делает его более компактным.