Влияние скорости принудительной циркуляции жидкости

Наличие движения жидкости приводит к более раннему отрыву пузырьков пара по сравнению с процессом кипения в неподвижной жидкости. Это влечет увеличению интенсивности теплоотдачи.

Учет вынужденной конвекции производится следующим образом:

1. Производят расчет теплоотдачи при кипении без учета конвекции. Находят .

2. Производят расчет теплоотдачи при вынужденном движении жидкости без учета кипения. Находят .

3. Сравнивают величины и .

а) если , то .

б) если , то .

в) если , то

Пример:

если , то ;

если , то ;

Теплообмен при конденсации чистого пара

Основные особенности процесса теплообмена при конденсации пара

а) виды конденсации

б) влияние примесей неконденсирующихся газов

в) влияние режима течения пленки конденсата

г) влияние волнового движения

д) влияние движения пара

е) особенности конденсации на горизонтальном пучке труб

Основные расчетные соотношения. Теплообмен при пленочной конденсации неподвижного пара

а) ламинарное движение пленки на вертикальной поверхности

б) ламинарное движение пленки на горизонтальной трубе

в) турбулентное движение на вертикальной поверхности

Теплообмен при конденсации пара в трубах

; Re=3.8 z^0.75 ; ;

; Re<1600; z<2300;q_b≈(z)^0.03;Re=3.8z^0.78

; Re=3.25z^0.75; ; z<3900

;

Теплообменные аппараты

Теплообменным аппаратом (ТОА) - называется устройство, предназначенное для передачи тепла от одного теплоносителя к другому.

Очень широко распространены: подогреватели воздуха, охладители масла, конденсаторы, парогенераторы и т.д. - все это теплообменные аппараты.

Классификация ТОА

Различают по способу передачи тепла: поверхностные (передача тепла через поверхность раздела) и контактные (непосредственный контакт теплоносителей) или смесительный.

Поверхностные в свою очередь разделяются на рекуперативные – тепло непрерывно передается через стенку; и регенеративные – попеременно стенка контактирует с горячим и холодным теплоносителем.

Схемы движения теплоносителей

прямоток
противоток
перекрестный ток
смешанные схемы (многократный перекрестный ток и др.)

Основные положения и уравнения теплового расчета тоа

Различают:

1. Проектные расчеты (их цель – определить геометрию поверхностей теплообмена)

2. Проверочные (цель – определить количество переданного тепла)

Для этих расчетов предназначены уравнения теплового баланса и теплопередачи.

Рассмотрим эти уравнения для рекуперативного ТОА, работающего в стационарном режиме.

1. Уравнение теплового баланса

Коэффициентом полезного действия ТОА обычно называют отношение

Все расчеты относятся единице времени.

Если расходы теплоносителей постоянны и равны:

Замечание:

Индекс «1»-всегда означает «греющий»

Индекс «2»-всегда означает «нагреваемый»

Кроме того, параметры на входе ТОА всегда означают штрихом, например, -температура на входе греющего теплоносителя, а на выходе – двумя штрихами.

Тогда за единицу времени:

Если теплоемкость постоянна, то это уравнение примет вид:

Для случая фазового перехода:

Обозначив - «водяной эквивалент» или «теплоёмкость массового расхода», получим:

Отсюда:

Изменение температур теплоносителей обратно пропорционально их водяным эквивалентам.

2. Уравнение теплопередачи

K - коэффициент теплопередачи

F – поверхность ( ) теплообмена, но при этом

Если ввести, аналогично понятию среднего коэффициента теплообмена, понятие среднего коэффициента теплопередачи, то

Кроме того, можно ввести среднего температурного напора так, что можно записать:

отсюда

.

и другие известные формулы (для цилиндрической стенки, для многослойной и т.д.).