Kiszámítása a hőcserélő, cikkek
Amikor az üzemanyag áramlási sebességét a B = 53 m 3 / h:
Meghatározása orientálása hőcserélő felülete, és a kiválasztás a mérete hőcserélő csövek és azok szükséges mennyiségét, miközben biztosítja egy előre meghatározott módú mozgásvektorok hűtőfolyadékok
Úgy becsüljük, a közelítő értéke a hőcserélő terület, feltételezve, hogy a hőátadási koefficiens Cor = 35 W / (m ∙ K) [11]:
1) Ha az üzemanyag áramlási sebességét a B = 11 m 3 / h:
2) Ha az üzemanyag áramlási sebességét a B = 19 m 3 / h:
3) Amikor a tüzelőanyag-áramlási sebesség B = 28 m 3 / h:
4) Amikor a tüzelőanyag-áramlás B = 36 m 3 / h:
5) Ha a tüzelőanyag-áramlási sebesség B = 53 m 3 / h:
Tervezési paraméterek válasszuk folyadékhűtő hőcserélő (ábra. 4.1).
Ábra. 4.1 - Az alapvető tervezési hőcserélő
Annak biztosítása érdekében, turbulens áramlás a víz a csőben térben (Re> 10000) a hőcserélő kívánt sebességet:
Re = 1000 - Reynolds-számnak, amely kezdődik a turbulens rendszer;
μ1 = 0,66 10 3 Pa ∙ ∙ a - dinamikus viszkozitása vízben
A teljesítmény beállításokat, ha G = 50 kg / h, és az üzemanyag-fogyasztás B = 11 m 3 / h, a méretei hőcserélő design:
A hossza a hosszúkás hőcserélő:
A tényleges sebesség a víz ebben a hőcserélőben:
- keresztmetszeti területe a hőcserélő cső.
Tól (4,35) (4,36) azt mutatják, hogy a hőcserélő megfelel a létezés állapota turbulencia.
Mi határozza meg a felület hőcserélő:
4.5Raschet hőátadási tényező a csőszerű térbe (füstgázok)
Határozzuk meg a Reynolds-szám:
Tól (4.37) egyértelmű, hogy Re> 10000, majd a viharos rendszer. Ezután a képlet a Nusselt számát, (a cső tér, turbulens üzemmódban):
ahol ε2 = 1 - együttható figyelembevételével az arány a csőhossz (L0) átmérőjének (d), amikor az L / d ≥ 50;
- Prandtl együttható
ahol λ2 = 0,65 W / m K ∙ - hővezetési átlagos víz hőmérséklete
c2 = 4200 J / (kg ∙ K) - fajhője a víz;
μ2 = 0,767 10 3 Pa ∙ ∙ együtt - a dinamikus viszkozitási együtthatót a víz;
Elfogadás fal hőmérséklete a forró és a hideg hőszállító közegek:
Mi határozza meg ezen a hőmérsékleten a következő paraméterekkel:
- Prandtl együttható
ahol lambdaST2 = 8,7 ∙ 10 -2 W / m K ∙ - hővezető víz az átlagos hőmérséklet a fal a forró és a hideg hőátadó folyadékok;
sst2 = 4200 J / (kg ∙ K) - fajhője és a víznek az átlagos hőmérséklet a fal a forró és a hideg hőátadó folyadékok;
μst2 ∙ = 0,11 10 3 Pa ∙ együtt - a dinamikus viszkozitás a víz át az átlagos hőmérséklet a fal a forró és a hideg hőszállító közegek.
A hőátadási tényező a megoldást, hogy egy első közelítésben:
4.6Raschet hőátadási együttható az annulus (víz)
Keresztmetszeti területe a gyűrű:
ahol Bsg = 0,8 m - szélessége az égéstérbe;
NDG = 0,8 m - magassága az égéstérbe.
füstgáz sebessége a gyűrű:
Határozzuk meg a Reynolds-szám:
Egyenlet (4.37), mint (rE1 ≤ 2300), akkor megkapjuk a lamináris áramlású. Ezután a képlet a Nusselt számát, (gyűrű alakú teret):
ahol - Prandtl együttható
λ1 = 4,6 ∙ 10 -2 W / m K ∙ - hővezetési átlagos hőmérséklete füstgázok
C1 = 1042 J / (kg ∙ K) - fajhője füstgáz;
μ1 = 2,94 10 -5 Pa ∙ ∙ együtt - a dinamikus viszkozitási együtthatót a füstgázok.
Elfogadás fal hőmérséklete a forró és a hideg hőszállító közegek:
Mi határozza meg ezen a hőmérsékleten a következő paraméterekkel:
- Prandtl együttható
ahol λst1 = 3,8 ∙ 10 -2 W / m K ∙ - füstgáz hővezetési átlaghőmérséklete a fal a forró és a hideg hőátadó folyadékok;
ST1 = 1023 J / (kg ∙ K) - fajhője füstgáz az átlagos hőmérséklet a fal a forró és a hideg hőátadó folyadékok;
μst1 ∙ = 2,48 10 -5 Pa ∙ együtt - a dinamikus viszkozitási együtthatót a füstgáz az átlagos hőmérséklet a fal a forró és a hideg hőszállító közegek.
Mi határozza meg a kritériumoknak Grashof:
ahol g = 9,8 m / s 2 - szabadesés gyorsulása;
L0 = 220,36 m - hossza a hosszúkás hőcserélő;
β = 0,002 K -1 - hőmérsékleti együtthatója volumetrikus expanzióját fűtőközeg a füstgázok;
ν1 = 5 ∙ 10 -5 m² / s - kinematikus viszkozitási együtthatót.
A hőátadási tényező a megoldást, hogy egy első közelítésben:
Az összeg a hővezetési ellenállás:
ahol δst = 0,001 mm - falvastagság a hőcserélő cső;
λst = 46,5 W / m K ∙ - hővezető a hőcserélő cső;
rzagr1 = 1/5800 ∙ m 2 K / W - termikus ellenállás szennyező a vízben;
rzagr2 = 1/2900 m 2 ∙ K / W - termikus ellenállás szennyező a füstgázokban.
Finomítása a korábban elfogadott értékek falának hőmérséklete a meleg és hideg hőhordozó alapján állandó specifikus hőáram:
Mi újraszámolja a hőátbocsátási.
Definiáljuk a termikus jellemzők a vizes oldat és vízzel, hőmérsékleten a finomított fal:
a falat hőmérsékleten a füstgázokból TST1 = 38,1 o C:
Mi határozza meg ezen a hőmérsékleten a következő paraméterekkel:
- Prandtl együttható
füstgáz hővezetési átlaghőmérséklete a fal a forró és a hideg hőátadó folyadékok;
ST1 = (1,0005 + 1,1904 ∙ 10 -4 ∙ (TST1)) ∙ március 10 = (1,0005 + 1,1904 ∙ 10 -4 ∙ (34,6)) ∙ 10 3 = 1004,58 J. / (kg ∙ K) - fajhője füstgáz az átlagos hőmérséklet a fal a forró és a hideg hőátadó folyadékok;
μst1 ∙ = 1,717 10 -5 ∙ ((TST1 273) / 273) = 0,683 1,717 10 ∙ -5 ∙ ((34,6 + 273) / 273) 0683 = 1,88 ∙ 10 -5 Pa ∙ s - dinamikus viszkozitási együtthatót a füstgáz az átlagos hőmérséklet a fal a forró és a hideg hőszállító közegek.
Ezután egyenlet (4.42) a fordítás, a Nusselt száma:
A hőátbocsátási tényező a füstgázok a finomítás:
a falat hőmérsékleten a füstgázokból TST2 = 32,26 o C:
Mi határozza meg ezen a hőmérsékleten a következő paraméterekkel:
- Prandtl együttható
a hővezető víz az átlagos hőmérséklet a fal a forró és a hideg hőátadó folyadékok;
sst2 = 4200 J / (kg ∙ K) - fajhője füstgáz az átlagos hőmérséklet a fal a forró és a hideg hőátadó folyadékok;
- a dinamikus viszkozitási együtthatót a füstgáz az átlagos hőmérséklet a fal a forró és a hideg hőszállító közegek.
Ezután egyenlet (4.42) a fordítás, a Nusselt száma:
A hőátbocsátási tényező a füstgázok a finomítás:
Tól (4,46) és a (4.48), közei a hőátadási tényező:
Check kapott fal hőmérséklete:
fal hőmérséklete nem különböznek a korábban kapott.
Határozzuk meg a hőcserélő felület területét:
Mi értékének meghatározásához a hőcserélő felülete, feltételezve, hogy a hőátadási koefficiens Cor = 16,55 W / (m ∙ K) [11]:
Amikor az üzemanyag áramlási sebességét a B = 11 m 3 / h:
Mivel a korábbi design a hőcserélő (ábra. 4.1) területe fölött hőcserélő felület (4.50) nem teljesül, és tovább növeli a hőcserélő felület növelésével a tekercsek nem lehetséges, akkor veszünk egy új hőcserélő kialakítás ábrán látható. 4.2.
Ábra. 4.2 - Az alapvető tervezési hőcserélő
Meghatározása orientálása hőcserélő felülete, és a kiválasztás a mérete hőcserélő csövek és a szükséges mennyiségű hőátadást, miközben biztosítja egy előre meghatározott motion üzemmód új, hatékony design a hőcserélő
Úgy becsüljük, a közelítő értéke a hőcserélő terület, feltételezve, hogy a hőátadási koefficiens Cor = 35 W / (m ∙ K) [11]:
1) Ha az üzemanyag áramlási sebességét a B = 11 m 3 / h:
2) Ha az üzemanyag áramlási sebességét a B = 19 m 3 / h:
3) Amikor a tüzelőanyag-áramlási sebesség B = 28 m 3 / h:
4) Amikor a tüzelőanyag-áramlás B = 36 m 3 / h:
5) Ha a tüzelőanyag-áramlási sebesség B = 53 m 3 / h:
Annak biztosítása érdekében, turbulens áramlás a víz a csőben térben (Re> 10000) a hőcserélő kívánt sebességet:
Re = 1000 - Reynolds-számnak, amely kezdődik a turbulens rendszer;
μ1 = 0,66 10 3 Pa ∙ ∙ a - dinamikus viszkozitása vízben
A teljesítmény beállításokat, ha G = 50 kg / h, és az üzemanyag-fogyasztás B = 11 m 3 / h, a méretei hőcserélő design:
Sorok száma csövek:
A hossza a hosszúkás hőcserélő:
A tényleges sebesség a víz ebben a hőcserélőben:
- keresztmetszeti területe a hőcserélő cső.
Tól (4,35) (4,36) azt mutatják, hogy a hőcserélő megfelel a létezés állapota turbulencia.
Mi határozza meg a felület hőcserélő:
4.8Raschet hőátadási tényező a csőszerű térbe (füstgázok) a hatékony hőcserélő
Határozzuk meg a Reynolds-szám:
Tól (4.37) egyértelmű, hogy Re> 10000, majd a viharos rendszer. Ezután a képlet a Nusselt számát, (a cső tér, turbulens üzemmódban):
ahol ε2 = 1 - együttható figyelembevételével az arány a csőhossz (L0) átmérőjének (d), amikor az L / d ≥ 50;
- Prandtl együttható
ahol λ2 = 0,65 W / m K ∙ - hővezetési átlagos víz hőmérséklete
c2 = 4200 J / (kg ∙ K) - fajhője a víz;
μ2 = 0,767 10 3 Pa ∙ ∙ együtt - a dinamikus viszkozitási együtthatót a víz;
Elfogadás fal hőmérséklete a forró és a hideg hőszállító közegek:
Mi határozza meg ezen a hőmérsékleten a következő paraméterekkel:
- Prandtl együttható
ahol lambdaST2 = 8,7 ∙ 10 -2 W / m K ∙ - hővezető víz az átlagos hőmérséklet a fal a forró és a hideg hőátadó folyadékok;
sst2 = 4200 J / (kg ∙ K) - fajhője és a víznek az átlagos hőmérséklet a fal a forró és a hideg hőátadó folyadékok;
μst2 ∙ = 0,11 10 3 Pa ∙ együtt - a dinamikus viszkozitás a víz át az átlagos hőmérséklet a fal a forró és a hideg hőszállító közegek.
A hőátadási tényező a megoldást, hogy egy első közelítésben:
4.9Raschet hőátadási együttható az annulus (víz) hőcserélő hatékony
Keresztmetszeti területe a gyűrű:
ahol Bsg = 0,8 m - szélessége az égéstérbe;
NDG = 0,8 m - magassága az égéstérbe.
füstgáz sebessége a gyűrű:
Határozzuk meg a Reynolds-szám:
Egyenlet (4.37), mint (rE1 ≤ 2300), akkor megkapjuk a lamináris áramlású. Ezután a képlet a Nusselt számát, (gyűrű alakú teret):
ahol - Prandtl együttható
λ1 = 4,6 ∙ 10 -2 W / m K ∙ - hővezetési átlagos hőmérséklete füstgázok
C1 = 1042 J / (kg ∙ K) - fajhője füstgáz;
μ1 = 2,94 10 -5 Pa ∙ ∙ együtt - a dinamikus viszkozitási együtthatót a füstgázok.
Elfogadás fal hőmérséklete a forró és a hideg hőszállító közegek:
Mi határozza meg ezen a hőmérsékleten a következő paraméterekkel:
- Prandtl együttható
ahol λst1 = 3,8 ∙ 10 -2 W / m K ∙ - füstgáz hővezetési átlaghőmérséklete a fal a forró és a hideg hőátadó folyadékok;
ST1 = 1023 J / (kg ∙ K) - fajhője füstgáz az átlagos hőmérséklet a fal a forró és a hideg hőátadó folyadékok;
μst1 ∙ = 2,48 10 -5 Pa ∙ együtt - a dinamikus viszkozitási együtthatót a füstgáz az átlagos hőmérséklet a fal a forró és a hideg hőszállító közegek.
Mi határozza meg a kritériumoknak Grashof:
ahol g = 9,8 m / s 2 - szabadesés gyorsulása;
L0 = 220,36 m - hossza a hosszúkás hőcserélő;
β = 0,002 K -1 - hőmérsékleti együtthatója volumetrikus expanzióját fűtőközeg a füstgázok;
ν1 = 5 ∙ 10 -5 m² / s - kinematikus viszkozitási együtthatót.
A hőátadási tényező a megoldást, hogy egy első közelítésben:
Az összeg a hővezetési ellenállás:
ahol δst = 0,001 mm - falvastagság a hőcserélő cső;
λst = 46,5 W / m K ∙ - hővezető a hőcserélő cső;
rzagr1 = 1/5800 ∙ m 2 K / W - termikus ellenállás szennyező a vízben;
rzagr2 = 1/2900 m 2 ∙ K / W - termikus ellenállás szennyező a füstgázokban.
Finomítása a korábban elfogadott értékek falának hőmérséklete a meleg és hideg hőhordozó alapján állandó specifikus hőáram:
Mi újraszámolja a hőátbocsátási.
Definiáljuk a termikus jellemzők a vizes oldat és vízzel, hőmérsékleten a finomított fal:
a falat hőmérsékleten a füstgázokból TST1 = 35,71 o C:
Mi határozza meg ezen a hőmérsékleten a következő paraméterekkel:
- Prandtl együttható
füstgáz hővezetési átlaghőmérséklete a fal a forró és a hideg hőátadó folyadékok;
ST1 = (1,0005 + 1,1904 ∙ 10 -4 ∙ (TST1)) ∙ március 10 = (1,0005 + 1,1904 ∙ 10 -4 ∙ (34,6)) ∙ 10 3 = 1004,58 J. / (kg ∙ K) - fajhője füstgáz az átlagos hőmérséklet a fal a forró és a hideg hőátadó folyadékok;
μst1 ∙ = 1,717 10 -5 ∙ ((TST1 273) / 273) = 0,683 1,717 10 ∙ -5 ∙ ((34,6 + 273) / 273) 0683 = 1,88 ∙ 10 -5 Pa ∙ s - dinamikus viszkozitási együtthatót a füstgáz az átlagos hőmérséklet a fal a forró és a hideg hőszállító közegek.
Ezután egyenlet (4.42) a fordítás, a Nusselt száma:
A hőátbocsátási tényező a füstgázok a finomítás:
a falat hőmérsékleten a füstgázokból TST2 = 33,2 o C:
Mi határozza meg ezen a hőmérsékleten a következő paraméterekkel:
- Prandtl együttható
a hővezető víz az átlagos hőmérséklet a fal a forró és a hideg hőátadó folyadékok;
sst2 = 4200 J / (kg ∙ K) - fajhője füstgáz az átlagos hőmérséklet a fal a forró és a hideg hőátadó folyadékok;
- a dinamikus viszkozitási együtthatót a füstgáz az átlagos hőmérséklet a fal a forró és a hideg hőszállító közegek.
Ezután egyenlet (4.42) a fordítás, a Nusselt száma:
A hőátbocsátási tényező a füstgázok a finomítás:
Tól (4,46) és a (4.48), közei a hőátadási tényező:
Check kapott fal hőmérséklete:
fal hőmérséklete nem különböznek a korábban kapott.
Mi határozza meg a becsült felülete hőcserélő hatásfoka a hőcserélő:
Mi értékének meghatározásához a hőcserélő felülete, feltételezve, hogy a hőátadási koefficiens Cor = 16,55 W / (m ∙ K) [11]:
Amikor az üzemanyag áramlási sebességét a B = 11 m 3 / h:
Mivel a (4,72) a számítási terület nagyobb, mint tényszerű, majd válasszon egy másik hőcserélő.
A teljesítmény beállításokat, ha G = 50 kg / h, és az üzemanyag-fogyasztás B = 11 m 3 / h, a méretei az új hőcserélő design:
Sorok száma csövek:
A hossza a hosszúkás hőcserélő:
Tól (4,35) (4,36) azt mutatják, hogy a hőcserélő megfelel a létezés állapota turbulencia.
Adjuk meg a fűtőfelület területén az új hatékony hőcserélő: