Жылуалмасу аппараттары туралы жалпы мәлімет
ЖЫЛУ АЛМАСУ АППАРАТТАРЫН ЕСЕПТЕУ
жүктеу/скачать 2,72 Mb.
|
1-дәріс ЖМАА (1)
| 2. ЖЫЛУ АЛМАСУ АППАРАТТАРЫН ЕСЕПТЕУ
2.1. Үздіксіз жұмыс істейтін рекуперативті жылу алмастырғыштардың жылу конструктивті есебі Жылу алмасу аппараттарын (ЖА) жобалау кезінде жылу конструктивтік, тұтастыру, гидравликалық, механикалық және техникалық-экономикалық есептеулер жүргізіледі. Жылу құрылымын есептеу жаңа дизайн аппаратын құру үшін жүзеге асырылады, ал шығындар, бастапқы температура, салқындатқыштардың негізгі қасиеттері және жылу қуаты белгілі. Есептеу нәтижесінде жылу алмасу бетінің ауданы және құрылғының негізгі құрылымдық өлшемдері анықталады. Орналасуды есептеу кезінде жылу алмасу беті мен салқындатқыштардың өтуіне арналған каналдардың қималары, қозғалыс саны, жылу алмастырғыштың жалпы өлшемдері арасындағы негізгі қатынастар орнатылады. Гидравликалық есептеудің мақсаты жылу алмастырғыш арналарының гидравликалық кедергісін және қуат шығынын анықтау болып табылады. Жылу алмастырғыштарды жобалаудың соңғы кезеңі-механикалық есептеу, яғни құрылғы бөлшектерін беріктікке, тығыздыққа және қаттылыққа тексеру, ал құбыр торларының, құбырлардың, жиектердің, түптердің және басқа бөліктердің қалыңдығы нақтыланады. Стационарлық режимде жұмыс істеуге арналған екі ағынды қалпына келтіретін жылу алмастырғыштың жылу конструктивті есебі жылу балансының теңдеулерін бірлесіп шешуге дейін азаяды (суретті қараңыз. 5) немесе (2.1) мұндағы Q1 – жылу тасымалдағыш берген жылу мөлшері; Q2 – жылытылатын салқындатқышпен қабылданған жылу мөлшері; Qпот – қоршаған ортаға жылу шығыны; (2.2) – жылу жоғалуының -2÷3 %, және жылу беру теңдеулері (2.3) мұндағы: k – жылу беру коэффициенті; F – жылуалмасу бетінің ауданы; Δt – орташа температура қысымы. Жылу балансының теңдеуінің нақты түрі Жылу алмасуға қатысатын орта санына, олардың агрегаттық күйіне және фазалық өзгерістерге байланысты. Сурет 5. "Құбырдағы құбыр" түріндегі жылу алмастырғыш 1-ішкі құбыр; 2-сыртқы құбыр; 3-калач Егер салқындатқыштың екеуі де фазалық күйді өзгертпесе (суретті қараңыз 6, г, д), мұндағы G1 және G2 – шығындар; с1 және с2 – меншікті жылусыйымдылықтар; t1′, t2′ және t1′′, t2′′– аппаратқа кіру және шығу кезіндегі қыздырылатын және жылытылатын жылутасығыштың температуралары Егер салқындатқыштардың бірі агрегаттық күйді өзгертсе (конденсация) (суретті қараңыз. 6, в): мұндағы h1′ және h1′′ – жылуалмастырғыштан шығу кезіндегі конденсаттың және кіріс кезіндегі будың энтальпиялары; D1 – бу шығыны; G2 – су шығыны. Егер екі жылутасығыштың фазалық күйі өзгерсе (суретті қараңыз. 6, а) (бумен жылытатын булау аппараты, бу түрлендіргіш), онда мұндағы h2′ және h2′′ – қыздырылатын ортаның бастапқы және соңғы энтальпиялары; D2 – екінші ретті будың шығыны. ЖА түтіктеріндегі жылу беру коэффициенті, dн/dв < 1,4 қатынасы кезінде тегіс қабырға үшін тәуелділік бойынша есептеледі, қателік < 3 % мұндағы α1 және α2 – жылу тасымалдағыштардың жылу бергіштік коэффициенттері; δст – қабырға қалыңдықтары; λст – құбыр материалдарының жылуөткізгіштігі; Rзаг – ластануға байланысты жылу алмасу бетінің екі жағындағы термиялық кедергісі. Сурет 6. Рекуперативті жылуалмастырғыштағы жылу тасымалдағыштар температурасының өзгеруі: а – екі жылутасымалдағыштың фазалық өзгерістері кезінде (біреуінің конденсациясы, екіншісінің булануы); б -қыздырылатын жылутасымалдағыштың булануы кезінде; в – қыздыратын жылутасымалдағыштың конденсациясы кезінде; г – фазалық түрлендірулерсіз жылутасымалдағыштардың тура ағынды қозғалысы кезінде; д – фазалық түрлендірулерсіз жылутасымалдағыштардың қарсы ағынды қозғалысы кезінде Қыздыру бетінің ластануы туралы деректер болмаған жағдайда, таза бетке есептелген жылуберу коэффициенті 15÷30% - ға азаяды. Кесілген беттердің жылуберу коэффициентін бірдей формула бойынша есептеуге болады, тек αi жылу беру коэффициенттерінің орнына өрнек мынаған ауыстырылады мұндағы Fpi – қабырға беттерінің ауданы; F – қабырғасыз қыздыру беттерінің ауданы; Epi – тиімділігі (қабырғаның ПӘК-і); Cк және Сα – қабырғалардың бетпен жанасуының термиялық кедергісінің әсерін және қабырғаның биіктігі бойынша αi өзгергіштігін ескеретін коэффициенттер. Шамамен есептеулерде мұндағы λpi – қабырға материалының жылуөткізгіштігі; δpi – оның қадыңдығы; hpi – қабырғаның тиімді биіктігі. Тікелей жалпақ қабырға үшін негізден оның жоғарғы жағына дейінгі қашықтық; диаметрі DP болатын жалпақ дөңгелек қабырғалар үшін диаметрі dн hpi=0,785 (Dр2 – dн2 )/dн. Дөңгелек емес қабырғалар үшін hpi бүйір беті тең дөңгелек қабырға сияқты есептеледі Үздіксіз жұмыс істейтін рекуперативті жылуалмастырғыштардың жылулық есебін тексеру кезінде: құрылғының дизайны және оның өлшемдері, G1 және G2 жылутасығыштарының шығындары және олардың t1′ және t2′ кірісіндегі температурасы. ЖА t1′′ және t2" шығысындағы жылутасығыштардың температурасын және Q аппаратының жылу өнімділігін анықтаңыз. Есептеу тәртібі: 1. Біз t1′′ температурасын орнатамыз. 2. Тепе-теңдіктен η жылуды сақтау коэффициентін ескере отырып, t2′′ анықтаймыз. 3. Орташа температура арынын есептейміз. 4. Критериалды теңдеулерден α1 және α2 жылу бергіштік коэффициенттерін анықтаймыз. 5. Жылу беру коэффициентін есептейміз. 6. Біз жылу өнімділігін QT = kFΔtср. жылу беру теңдеуінен табамыз. 7. Егер Qб = QT тепе-теңдігінің жылу өнімділігі болса, онда t1′′ температурасы дұрыс орнатылды, егер Qб ≠ QT болса, есептеуді қайталауға болады. 8. Егер Qб ≠ QT болса, онда Q графикалық түрде анықталады: Qб және Qт нүктелері түзу сызықтармен қосылады. Қиылысу нүктесінен перпендикулярды түсіріп, t1′′ оқимыз. Қате 1÷3% аспайды. Жинақтау есебі. Цилиндрлі қаптамалы аппараттарды есептеу кезінде бастапқы деректер мыналар болып табылады: жылуалмасу беті; ішкі және сыртқы диаметрлер, құбырлардың ұзындығы (F, dв, dн, L); G1, G2 шығындары және W1, W2 жылу тасымалдағыштарының жылдамдықтары. Қажетті шамалар: п құбырларының саны және оларды шоғырға орналастыру, DВ аппараты корпусының ішкі диаметрі, Zт құбыр шоғырындағы және Zмт құбыраралық кеңістігіндегі жүрістер саны, dш штуцерлерінің орналасуы мен өлшемдері. Құбырлар саны мұндағы i =1 немесе 2 жылу тасығыштардың қайсысы құбырлар арқылы өтетініне байланысты; dср – құбырдың орташа диаметрі. Құбыр торларындағы құбырлар үшбұрыштардың шыңдарына немесе концентрлік шеңберлерге орналастырылады. Құбырлардың осьтері арасындағы қашықтық құбырдың сыртқы диаметрі бойынша S = (1,2÷1,4) dн, бірақ S = dн+6 кем емес таңдалады. Құбырлар арқылы қозғалатын жылутасымалдағыш жүрістерінің саны Құбыраралық кеңістіктегі жүрістер саны мұндағы fмт – құбыраралық кеңістіктің тірі қимасының ауданы. Бөлімдер (бойлық, көлденең, сақиналы немесе сегменттік) жылутасымалдағыштың қозғалыс жылдамдығы оның барлық жолында шамамен тұрақты болатындай етіп орнатылады. жүктеу/скачать 2,72 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|