площадь поверхности теплообмена это (3 видео)

Содержание

Расчет поверхности теплообменника
Как рассчитать площадь теплообменника.
Расчет площади теплообменника
Определение количества теплоты
Определение коэффициента теплопередачи
Методика расчета теплообменника (площади поверхности)
Поверхность теплообмена
Площадь теплообмена теплообменника
Наша продукция
Материал рубрики
💥 Видео

Видео:Основы лучистого теплообменаСкачать

Расчет поверхности теплообменника

Видео:Л8 - Поверхности теплообмена.Скачать

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:Оценка требуемой поверхности теплообменаСкачать

Расчет площади теплообменника

Главное условие стабильной, эффективной работы системы теплообмена — это подбор теплообменных агрегатов с учетом точного соответствия конкретным эксплуатационным и техническим требованиям. Ключевым фактором для такого подбора является расчет площади теплообменника.

Конечно, существуют определенные стандарты, с универсальными параметрами, по которым можно подобрать оборудование для своего объекта. Тем не менее, часто в этой сфере индивидуальный подход более чем оправдывает себя. Проведение измерений и расчетов по конкретным данным позволяет получить максимальную отдачу от системы теплообмена. Кроме того, подобные вычисления попросту необходимы, если речь идет о работе по техническому заданию со строго обозначенными параметрами.

Методика расчета теплообменника предполагает несколько этапов.

Видео:Основы теории теплообменаСкачать

Определение количества теплоты

Уравнение передачи тепла, используемое для установившихся единиц времени и процессов выглядит следующим образом:

В данном уравнении:

К — значение коэффициента теплопередачи (выражается в Вт/(м2/К));
tср — средняя разность температурных показателей между разными теплоносителями (величина может даваться как в градусах по Цельсию (0С), так и в кельвинах (К));
F — значение площади поверхности, для которой происходит теплообмен (значение дается в м2).

Уравнение позволяет описать процесс, в ходе которого происходит передача теплоты между теплоносителями (от горячего — к холодному). Уравнение учитывает:

отдачу тепла от теплоносителя (горячего) к стенке;
параметры теплопроводности стенки;
отдачу тепла от стенки к теплоносителю (холодному).

Видео:Теплообменник для нагрева воды (площадь теплообмена 1,09 м2)Скачать

Определение коэффициента теплопередачи

Для предварительных расчетов теплообменного оборудования и разного рода проверок применяют ориентировочные значения коэффициентов, стандартизированные для определенных категорий:

коэффициенты теплопередачи для процесса конденсации паров воды — от 4000 до 15000 Вт/(м2К);
коэффициенты теплопередачи для воды, движущейся по трубам — от 1200 до 5800 Вт/(м2К);
коэффициенты теплопередачи от парообразного конденсата к воде — от 800 до 3500 Вт/(м2К).

Точный расчет коэффициента теплопередачи (К) производится по следующей формуле:

В данной формуле:

α1 — коэффициент теплоотдачи для греющего теплоносителя (выражается в Вт/(м2К));
α2 — коэффициент теплоотдачи для нагреваемого теплоносителя (выражается в Вт/(м2К));
δст — параметр толщины стенок трубы (выражается в метрах);
λст — коэффициент теплопроводности материала, использованного для трубы (выражается в Вт/(м*К)).

Такая формула дает «идеальный» результат, обычно несоответствующий на 100% реальному положению дел. Поэтому в формулу добавляется еще один параметр — Rзаг.

Это показатель термического сопротивления различных загрязнений, формирующихся на нагревающихся поверхностях трубы (т.е. обычной накипи и др.)

Формула для показателя загрязнения выглядит так:

В данной формуле:

δ1 — толщина слоя отложений на внутренней стороне трубы (в метрах);
δ2 — толщина слоя отложений на внешней стороне трубы (в метрах);
λ1 и λ2 — значения коэффициентов теплопроводности для соответствующих слоев загрязнений (выражаются в Вт/(м*К)).

Видео:Основы конвективного теплообменаСкачать

Методика расчета теплообменника (площади поверхности)

Итак, мы рассчитали такие параметры, как количество теплоты (Q) и коэффициент теплопередачи (K). Для окончательного вычисления дополнительно потребуется разность температур (tср) и коэффициент теплоотдачи.

Итоговая формула расчета теплообменника пластинчатого (площади теплопередающей поверхности) выглядит так:

В данной формуле:

значения Q и K описаны выше;
значение tср (средняя разность температур) получают по формуле (среднеарифметической либо среднелогарифмической);
коэффициенты теплоотдачи получают двумя способами: либо с помощью эмпирических формул, либо через число Нуссельта (Nu) с использованием уравнений подобия.

Видео:ТеплообменСкачать

Поверхность теплообмена

Исходя из уравнения теплопередачи для непереходных процессов: Q = KFtcp (Вт), можно сделать вывод, что чем больше площадь теплообмена, тем больше теплоты может передать то или иное устройство. И это правильно проектируя тот или иной теплообменный аппарат мы стремимся сделать площадь наибольшей оптимально конечно.

Поэтому для получения заданных характеристик инженеры в проектировании охладительных установок, радиаторов отопления, теплообменников, испарителей, тепловых аппаратов, маслоохладителей наряду с термическим сопротивлением загрязнениям, коэффициентами теплопроводности, вычисляют и площадь поверхности теплообмена по формуле:

Количество теплоты можно вычислить по закономерности для плоской стенки:

Здесь α1 и α2 являются коэффициентами тепловой отдачи со стороны нагреваемого и подогревающего носителя тепла, λст – коэффициент теплопроводности материала, из которого изготовлена трубка или пластина, δст – толщина стенки. Эти показатели можно найти в справочной литературе.

Помимо нужно учесть какая труба используется: гладкая, пвт или оребренная труба.

Видео:Микроклимат. Лекция №2. Виды теплопередачиСкачать

Площадь теплообмена теплообменника

Теплообменники выпускаются регенеративного и рекуперативного типа. В последнем движущиеся среды разделены стенкой. Сегодня рекуперативными является большая часть теплообменников всевозможных конструкций. В другом виде холодные и горячие носители тепла контачат с одной и той же поверхностью теплообмена по череде. В них при контакте с горячим теплоносителем на стенке накапливается теплота, а при контакте с холодным теплоносителем она отдаётся.

Теплообмен – это процесс передачи тепла менее холодному теплоносителю. Именно на этом процесс сконструированы все теплообменники. Они нашли применение в химической, нефте-химической и нефтеперерабатывающей промышленности, в газовой, атомной, холодильной, коммунальном хозяйстве и быту.

Конструкция теплообменника зависит от сферы использования. Есть аппараты, в которых наряду с теплообменом протекают процессы смешения, испарения, конденсации и т.д.

Самые распространенные виды рекуперативных теплообменников в промышленности:

При выборе того или иного типа теплообменника следует учитывать условия эксплуатации. Так коэффициент теплопередачи пластинчатых устройств больше в три раза, чем у кожухотрубных, помимо этого меньше и в 4 раза поверхность теплообмена. Но в сравнении с иноземными пластинчатыми теплообменниками, отечественные кожухотрубные аналоги имеют свои преимущества: высокая надежность при гидравлическом ударе, меньшая стоимость. Это обеспечивается особой технологией нанесения на внутреннюю поверхность труб выступов небольшой высоты.

На этом я заканчиваю, а вы можете ознакомиться с образцами нашей продукции.