Расчет конечной температуры рабочих жидкостей. Температура конечная формула


Расчет конечной температуры рабочих жидкостей — КиберПедия

Выше конечной целью теплового расчете являлось определение поверхности нагрева и основных размеров теплообменника для его дальнейшего конструирования. Предположим теперь, что теплообменник уже имеется или по крайней мере спроектирован. В этом случае целью теплового расчета является определение конечных температур рабочих жидкостей. Это - так называемый поверочный расчет.

При решении такой задачи известными являются следующие величины: поверхность нагрева F, коэффициент теплопередачи k, водяные эквиваленты W1 и W2 и начальные температуры t1’ и t2’, а искомыми: конечные температуры t1” и t2” и количество переданного тепла Q.

В приближенных расчетах можно исходить из следующих представлений. Количество тепла, отдаваемое горячей жидкостью, равно:

(2.13)

откуда конечная температура ее t1” определяется соотношением:

(a)

Соответственно для холодной жидкости имеем:

(2.14)

и

(b)

Если принять, что температуры рабочих жидкостей меняются по линейному закону, то

(с)

Вместо неизвестных t1” и t2” подставим их значения из уравнений (а) и (b), тогда получим:

(d)

Произведя дальнейшее преобразование, имеем:

(e)

откуда окончательно получаем:

(2.15)

Зная количество переданного тепла Q, очень просто формулам (а) и (b) определить и конечные температуры рабочих жидкостей t1” и t2”.

Приведенная схема расчета, хотя и проста, однако применима лишь для ориентировочных расчетов и в случае небольших изменений температур жидкостей. В общем же случае конечная температура зависит от схемы движения рабочих жидкостей. Поэтому для прямотока и противотока ниже приводится вывод более точных формул.

1. Прямоток. Выше было показано, что температурный напор изменяется по экспоненциальному закону:

(2.16)

Имея в виду, что

и, что в конце поверхности нагрева Δt” = t1’ – t2’, то, подставляя эти значения в уравнение (19), последнее можно представить в следующем виде:

(2.17)

Однако, это уравнение дает лишь разности температур. Чтобы отсюда получить конечные температуры в отдельности, необходимо обе части равенства вычесть из единицы:

(2.18)

или

(2.19)

Так как

[см. разд.2.1 уравнение (2.5)].

то, подставляя это значение в левую часть уравнения (2.19), получаем:

(2.20)

Последнее уравнение, показывает, что изменение температуры горячей жидкости δt1 равно некоторой доле П располагаемого начального температурного напора, t1’ – t2’; эта доля зависит только от двух безразмерных параметров и .

Аналогичным образом из уравнения (2.19) можно получить выражение и для изменения температуры холодной жидкости, а именно:

(2.21)

Определив изменения температур рабочих жидкостей и зная их начальные температуры, легко определить конечные:

(2.22)

Расход тепла определяется путем умножения водяного эквивалента жидкости на изменение ее температуры:

(2.23)

Значение функции приведено на рис. 2.5. Формулы (2.21) – (2.23) могут быть применены и для расчета промежуточных значений температуры рабочих жидкостей и количества тепла. В этом случае в, расчетные формулы вместо F надо подставить значение Fx.

Пример 2.2. Имеется водяной холодильник с поверхностью нагрева F=8 м2. Определить конечные температуры жидкостей и часовое количество передаваемого тепла Q, если заданы следующие величины: V1= 0,25 м3/час, γ1 = 1100 кг/м3, cp1 = 0,727 ккал/кг °С и t1’ = 120 °С Для охлаждения в распоряжении имеется 1000 л воды в час при температуре t2’ = 10 °С. Кроме того, известно значение коэффициента теплопередачи k = 30 ккал/м2 час °С.

Соответствующее значение функции П находим из рис.2.5:

П (0,2; 1,20) = 0,64.

Рис. 2.5. - вспомогательная функция для расчета конечной температуры при прямотоке

 

Изменение (понижение) температуры горячей жидкости согласно уравнению (2.20) равно:

Следовательно, конечная температура ее равна:

Количество переданного тепла в час определится по уравнению (2.23)

Изменение температуры холодной жидкости определяется по уравнению (2.21). Но его можно также определить и из соотношения Q = W2 (t2” - t2’), откуда

2. Противоток. Для противотока расчетные формулы выводятся так же, как и для прямотока. Окончательно они имеют следующий вид:

(2.24)

(2.25)

(2.26)

В частном случае, когда формулы

(2.24) – (2.26) принимают вид:

(2.27)

(2.28)

(2.29)

Значение функции приведено на рис. 2.6.

Рис. 2.6. - вспомогательная функция для расчета конечной температуры при противотоке

 

Для расчета промежуточных значений температуры рабочих жидкостей и количества переданного тепла в формулах (2.23) – (2.29) в числителе значение F заменяется на Fx, а в знаменателе остается значение полной поверхности F.

Пример 2.3. Если взять тот же теплообменник, который был рассмотрен в условиях прямотока, и допустить, что условия теплопередачи остаются без изменения (k = 30 ккал/м2 час °С), то получим следующие соотношения:

Из рис. 2.6 находим значение функции Z:

Z (0,20; 1,20) = 0,68.

Изменение температуры горячей жидкости равно [уравнение (2.24)]:

Конечная температура ее:

Изменение температуры холодной жидкости [уравнение (2.25)];

Конечная температура ее:

Количество переданного тепла в час [уравнение (2.26)]:

Таким образом, в случае противотока в теплообменнике происходит более глубокое охлаждение горячей жидкости.

3. Сравнение прямотока с противотоком. Чтобы выявить преимущество одной схемы перед другой, достаточно сравнить количество передаваемого тепла при прямотоке и противотоке при равенстве прочих условий. Для этого необходимо уравнение (2.23) разделить на уравнение (2.26). В результате этого действия мы получаем новую функцию тех же двух безразмерных аргументов

характер изменения которой графически показан на рис. 2.7.

Рис. 2.7. -сравнение прямотока с противотоком

Из рисунка следует, что схемы можно считать равноценными в том случае, если водяные эквиваленты обеих жидкостей значительно отличаются один от другого (при и при ) или если значение параметра - мало. Первое условие равнозначно тому, что изменение температуры одной жидкости незначительно по сравнению с изменением температуры другой. Далее, поскольку , то второе условие соответствует случаю, когда средний температурный напор значительно превышает изменения температур рабочих жидкостей. Во всех остальных случаях при одной и той же поверхности нагрева и одинаковых крайних температурах теплоносителей при прямотоке передается меньше тепла, чем при противотоке. Поэтому с теплотехнической точки зрения всегда следует отдавать предпочтение противотоку, если какие-либо другие причины (например, конструктивные) не заставляют применять прямоток. При этом следует иметь в виду, что при противотоке создаются более тяжелые температурные условия для металла, ибо одни и те же участки стенок теплообменника с обеих сторон омываются рабочими жидкостями с наиболее высокой температурой.

При конденсации и кипении температура жидкости постоянна. Это означает, что водяной эквивалент такой жидкости бесконечно велик. В этом случае прямоток и противоток равнозначны, и уравнения (2.23) и (2.26) становятся тождественными. Конечная температура той жидкости, для которой водяной эквивалент имеет конечное значение, определяется следующим образом.

При конденсации паров;

(2.30)

и

(2.31)

При кипении жидкостей:

(2.32)

и

(2.33)

Вместо t1 и t2 в уравнения (2.30) – (2.33) можно подставить температуру стенки, значение которой при этом также постоянно. Значения функции находятся из таблиц показательных функций.

В случае перекрестного тока конечные температуры рабочих жидкостей находятся между конечными температурами для прямотока и противотока. Поэтому в приближенных расчетах можно пользоваться методом расчета одной из указанных схем. Если одна из жидкостей движется навстречу другой зигзагообразно (смешанный ток), то расчет может быть произведен, как для противотока.

4. Влияние тепловых потерь и проницаемости стенок.Все вышеприведенные формулы справедливы для случая, когда тепловые потери во внешнюю среду равны нулю. В действительности они всегда имеются. Более или менее точно учесть их влияние, вообще говоря, возможно, однако расчетные формулы при этом становятся громоздкими. Поэтому для учета влияния тепловых потерь в практике обычно применяется приближенный метод, который состоит в следующем.

Тепловые потери со стороны горячей жидкости вызывают более сильное падение ее .температуры. Это равносильно случаю, когда теплоотдающая жидкость в аппарате без потерь в окружающую среду имела бы меньшее значение водяного эквивалента. Поэтому влияние потерь в окружающую среду можно учесть, изменив водяной эквивалент теплоотдающей жидкости в тепловом аппарате таким образом, чтобы в последнем происходило такое же понижение температуры, как и при потоке с действительным водяным числом при наличии тепловых потерь. Внешние тепловые потери со стороны холодной жидкости оказывают обратное влияние, они уменьшают повышение температуры жидкости, что приводит к кажущемуся увеличению ее водяного эквивалента.

Наличие присоса наружного холодного воздуха оказывает такое же влияние, как и внешняя потеря тепла. Присосанный вездух на горячей стороне понижает температуру горячей жидкости (газа) точно так же, как если бы теплообменный аппарат был абсолютно непроницаем, но жидкость имела меньшее значение водяного эквивалента. Присос вездуха на холодной стороне понижает температуру холодной жидкости, что равносильно увеличению значения водяного эквивалента.

Если потеря тепла составляет р% к общему количеству передаваемого тепла, то вместо действительного значения водяного эквивалента W в расчетные формулы следует подставить значение W’ которое определяется следующим образом:

(2.34)

Знак минус (-) берется для горячей, а знак плюс (+) для холодной жидкости.

При таком способе учета внешних тепловых потерь все приведенные выше формулы для расчета конечных температур можно применять без какого-либо их изменения.

cyberpedia.su

Удельная теплоёмкость: расчет количества теплоты

 

Как вы думаете, что быстрее нагревается на плите: литр воды в кастрюльке или же сама кастрюлька массой 1 килограмм? Масса тел одинакова, можно предположить, что нагревание будет происходить с одинаковой скоростью.

А не тут-то было! Можете проделать эксперимент – поставьте пустую кастрюльку на огонь на несколько секунд, только не спалите, и запомните, до какой температуры она нагрелась. А потом налейте в кастрюлю воды ровно такого же веса, как и вес кастрюли. По идее, вода должна нагреться до такой же температуры, что и пустая кастрюля за вдвое большее время, так как в данном случае нагреваются они обе – и вода, и кастрюля.

Однако, даже если вы выждете втрое большее время, то убедитесь, что вода нагрелась все равно меньше. Воде потребуется почти в десять раз большее время, чтобы нагреться до такой же температуры, что и кастрюля того же веса. Почему это происходит? Что мешает воде нагреваться? Почему мы должны тратить лишний газ на подогрев воды при приготовлении пищи? Потому что существует физическая величина, называемая удельной теплоемкостью вещества.

Удельная теплоемкость вещества

Эта величина показывает, какое количество теплоты надо передать телу массой один килограмм, чтобы его температура увеличилась на один градус Цельсия. Измеряется в Дж/(кг * ˚С). Существует эта величина не по собственной прихоти, а по причине разности свойств различных веществ.

Удельная теплоемкость воды примерно в десять раз выше удельной теплоемкости железа, поэтому кастрюля нагреется в десять раз быстрее воды в ней. Любопытно, что удельная теплоемкость льда в два раза меньше теплоемкости воды. Поэтому лед будет нагреваться в два раза быстрее воды. Растопить лед проще, чем нагреть воду. Как ни странно звучит, но это факт.

Расчет количества теплоты

Обозначается удельная теплоемкость буквой c и применяется в формуле для расчета количества теплоты:

Q = c*m*(t2 - t1),

где Q – это количество теплоты,c – удельная теплоемкость,m – масса тела,t2  и t1 – соответственно, конечная и начальная температуры тела.

Формула удельной теплоемкости: c = Q / m*(t2 - t1)

По этой формуле можно рассчитать количество тепла, которое нам необходимо, чтобы нагреть конкретное тело до определенной температуры. Удельную теплоемкость различных веществ можно найти из соответствующих таблиц.

Также из этой формулы можно выразить:

  • m = Q / c*(t2-t1) - массу тела
  • t1 = t2 - (Q / c*m) - начальную температуру тела
  • t2 = t1 + (Q / c*m) - конечную температуру тела
  • Δt = t2 - t1 = (Q / c*m) - разницу температур (дельта t)

А что насчет удельной теплоемкости газов? Тут все запутанней. С твердыми веществами и жидкостями дело обстоит намного проще. Их удельная теплоемкость – величина постоянная, известная, легко рассчитываемая. А что касается удельной теплоемкости газов, то величина эта очень различна в разных ситуациях. Возьмем для примера воздух. Удельная теплоемкость воздуха зависит от состава, влажности, атмосферного давления.

При этом, при увеличении температуры, газ увеличивается в объеме, и нам надо ввести еще одно значение – постоянного или переменного объема, что тоже повлияет на теплоемкость. Поэтому при расчетах количества теплоты для воздуха и других газов пользуются специальными графиками величин удельной теплоемкости газов в зависимости от различных факторов и условий.

Нужна помощь в учебе?

Предыдущая тема: Количество теплоты: формула, расчет Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspЭнергия топлива: удельная теплота сгорания + ПРИМЕРЫ

Все неприличные комментарии будут удаляться.

www.nado5.ru

Конечная температура - теплоноситель - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Конечная температура - теплоноситель

Cтраница 2

В практических условиях часто требуется определить конечные температуры теплоносителей в готовом или запроектированном теплообменном аппарате при заданных расходах теплоносителей и теплопроизводительности этого аппарата.  [16]

В практических условиях часто требуется определить конечные температуры теплоносителей в готовом или запроектированном теплооб-менном аппарате при заданных расходах теплоносителей и тепло-производительности этого аппарата.  [17]

В качестве регулируемой величины следует взять конечную температуру теплоносителя ( конденсата), так как она соответствует тепловому режиму всех аппаратов. Такое регулирование применяется, в частности, в процессе вулканизации резиновых изделий на многоэтажных прессах.  [19]

По формуле ( 16) определяем конечную температуру теплоносителя.  [20]

При помощи этого уравнения из условия, связывающего конечные температуры теплоносителя и рабочего тела ( например, из равенства t m tl OH t, где t - заданная величина), могут быть определены параметры обоих тел на выходе из теплообменника. Определение конечной температуры особенно удобно производить графически.  [21]

При помощи уравнения теплового баланса из условия, связывающего конечные температуры теплоносителя и рабочего тела ( например, из равенства П ПЧ т, где т - заданная величина), могут быть определены параметры обоих теплоносителей на выходе из теплообменника. Определение конечной температуры особенно удобно производить графически. Проведем для этого линии изменения состояния TT ( i) при течении 1 кг вещества I н g кг вещества / / ( рис. 4 - 20) и найдем на этих кривых точки СУ и С, отстоящие по вертикали на расстоянии т, а по горизонтали на одинаковых расстояниях от начальных точек А к В.  [22]

При помощи уравнения теплового баланса из условия, связывающего конечные температуры теплоносителя и рабочего тела ( например, из равенства t t t, где т - заданная величина), могут быть определены параметры обоих теплоносителей на выходе из теплообменника. Определение конечной температуры особенно удобно производить графически.  [23]

Как указывалось выше, при проверочном расчете необходимо рассчитать конечные температуры теплоносителей t ( и t и количество переданной теплоты.  [24]

Искомыми являются число рядов труб по ходу воздуха, конечная температура теплоносителя и потери давления на перемещение воздуха.  [25]

В этих же работах рассмотрены приближенные формулы для / определения конечных температур теплоносителей в аппаратах с перекрестным током и иными схемами движения.  [26]

Упрям, Д прот - средние температурные напоры, рассчитанные по конечным температурам теплоносителей для всей поверхности нагрева при выполнении ее по прямотоку и противотоку.  [27]

Таким образом, при помощи уравнений ( VI 1.10) можно определить конечные температуры теплоносителей при заданной длине теплообменного аппарата или же требуемую его длину, если заданы необходимые конечные температуры теплоносителей.  [28]

Величина kF / W является обычным параметром, который используется при расчете конечных температур теплоносителей в теплообменниках.  [29]

Переходим к подсчету ( по приближенному методу) тепловой мощности аппарата и конечных температур теплоносителей при наличии протечек первичного теплоносителя.  [30]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Конечная температура - теплоноситель - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Конечная температура - теплоноситель

Cтраница 1

Конечные температуры теплоносителей i и t2 определяются по следующим формулам.  [1]

Конечные температуры теплоносителей выбирают, исходя из того, что среднюю разность температур между теплоносителями в обычных случаях не следует принимать меньше 10 - 30 град во избежание чрезмерного увеличения поверхности теплообмена. Температуру охлаждения воды не следует принимать ниже 40 - 50 С во избежание значительного выделения растворенных в воде солей и образования накипи.  [2]

Конечные температуры теплоносителей выбирают, исходя из того, что среднюю разность температур между теплоносителями в обычных случаях ие следует принимать меньше 10 - 30 град во избежание чрезмерного увеличения поверхности теплообмена. Температуру охлаждения воды ие следует принимать ниже 40 - 50 С во избежание значительного выделения растворенных в воде солей и образования накипи.  [3]

Конечная температура теплоносителя Т2 должна быть не выше 70 и не ниже 25 С.  [4]

Расчет конечной температуры теплоносителей Т ( и Т2 обычно является проверочным. Поэтому площадь Af поверхности нагрева, коэффициент k теплопередачи, начальные температуры Т, Т 2 и значения W, W2 считаются известными.  [5]

Определение конечных температур теплоносителей в тех случаях, когда меняется и температура нагреваемого теплоносителя, приходится проводить отдельно для противотока и отдельно для параллельного тока.  [6]

При прямотоке конечные температуры теплоносителей Т и Т 2 определяются следующим образом.  [7]

Следует определить конечные температуры теплоносителей / о.  [8]

Для сравнения конечную температуру теплоносителя и все другие величины определим тремя методами.  [9]

Дополнительно задаются конечной температурой теплоносителя. Искомыми величинами являются число рядов труб по глубине и количество воздуха, проходящего через фронтовой и обводной клапаны. Аэродинамический расчет заключается в определении суммарного сопротивления секции подогрева и фронтового клапана с неполностью открытыми створками, а также в определении углов поворота створок, при которых обеспечивается равенство сопротивлений проходу воздуха через обводной канал и теплоотдающую поверхность.  [10]

После того, как вычислена конечная температура теплоносителя, определить остальные искомые величины нетрудно.  [11]

На рис. 12.4 представлена зависимость конечных температур теплоносителей и эффективности теплообменника от параметра перемешивания для некоторых значений параметров теплопередачи и соотношения расходов теплоносителя межтрубного пространства по кольце ым щелям.  [13]

При поверочном тепловом расчете теплообменного аппарата конечные температуры теплоносителей могут быть определены также методом последовательных приближений. Первоначально, задавшись величинами конечных температур, из уравнения теплового баланса определяют общее количество передаваемого тепла Q. Подсчитав температурный напор, из уравнения теплопередачи ( 11) снова находят Q. Если различие между найденными таким образом значениями не превышает 2 %, расчет считают выполненным. Окончательные величины выходных температур и количество передаваемого тепла принимают по уравнению теплового баланса.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

конечная температура - это... Что такое конечная температура?

 конечная температура

Тематики

  • металлургия в целом

Справочник технического переводчика. – Интент. 2009-2013.

  • конечная ступень классификации
  • конечная температура компрессора (секции, ступени)

Смотреть что такое "конечная температура" в других словарях:

  • конечная температура — 3.1.7 конечная температура (ЕР end point) или конечная температура кипения (FBP final boiling point): Максимальное скорректированное показание термометра, полученное во время испытания. 3.1.7.1 С этим обычно сталкиваются после испарения всей… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Конечная температура — Finishing temperature Конечная температура. Температура, при которой завершается горячая обработка. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П. Солнцева; НПО Профессионал , НПО Мир и семья ; Санкт Петербург, 2003 г.) …   Словарь металлургических терминов

  • конечная температура компрессора (секции, ступени) — конечная температура Температура газа на выходе из компрессора (секции, ступени). [ГОСТ 28567 90] Тематики компрессор Синонимы конечная температура EN discharge temperature DE Temperatur im Austritt …   Справочник технического переводчика

  • Конечная температура компрессора (секции, ступени) — 101. Конечная температура компрессора (секции, ступени) Конечная температура D. Temperatur im Austritt Е. Discharge temperature Температура газа на выходе из компрессора (секции, ступени) Источник: ГОСТ 28567 90: Компрессоры. Термины и… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • конечная температура текучести — 3.5 конечная температура текучести (final fluidity temperature): Температура, при которой скорость вращения мешалки в конце опыта достигает значения 1 кд/мин. Источник: ГОСТ Р 54247 2010: Уголь каменный. Определение пластических свойств на… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Кратность очистки соли kкр от неизоморфных примесей при кристаллизации из водных растворов (конечная температура 20 °С) — Основное вещество Примесь См, масс. % α kкр NaI·2h3O Ca2+ 80 0,6 …   Химический справочник

  • температура — 3.1 температура: Средняя кинетическая энергия частиц среды, обусловленная их разнонаправленным движением в среде, находящейся в состоянии термодинамического равновесия. Источник: ГОСТ Р ЕН 306 2011: Теплообменники. Измерения и точность измерений… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • температура конца кипения — 3.2 температура конца кипения: Максимальная температура, отмеченная (скорректированная, если необходимо) в период завершающей стадии перегонки в стандартных условиях. Это обычно происходит после выпаривания всей жидкости со дна колбы.… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • температура конца кипения (выпаривания) — 3.1.4 температура конца кипения (выпаривания) (dry point): Скорректированное показание термометра, наблюдаемое в момент, когда последняя капля жидкости испаряется со дна колбы (любые капли или пленка жидкости на стенке колбы или на термометре не… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ГОСТ Р 53707-2009: Нефтепродукты. Метод дистилляции при атмосферном давлении — Терминология ГОСТ Р 53707 2009: Нефтепродукты. Метод дистилляции при атмосферном давлении оригинал документа: 3.1.5 динамическая задержка (dynamic holdup): Количество материала, присутствующего в горлышке колбы, боковом ответвлении колбы и трубке …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

technical_translator_dictionary.academic.ru

РАСЧЕТ КОНЕЧНЫХ ТЕМПЕРАТУР РАБОЧИХ ЖИДКОСТЕЙ

Во многих случаях по заданным температурам теплоносителей на входе в теплообменный аппарат t1/ и t2/ и известным поверхности теп­лообмена F и коэффициенту теплопередачи k приходится определять конечные температуры теплоносителей и тепловую производительность Q. Такую задачу приходится решать при поверочном расчете, когда теп­лообменник уже имеется или, по крайней мере, спроектирован. В осно­ве расчетов лежат те же уравнения теплового баланса и теплопере­дачи, т. е.

Q = C1 dt1 = C2 dt2.

 

При этом известными являются следующие величины: поверхность теплообмена F, коэффициент теплопередачи k, теплоемкости массовых расходов теплоносителей C1 и С2 и начальные температуры t1/ и t2/. Искомыми величинами являются конечные температуры t1// и t2// и ко­личество переданного тепла Q.

Сравнение прямотока с противотоком

Чтобы выяснить преимущество одной схемы перед другой, достаточ­но сравнить количества передаваемой теплоты при прямотоке и проти­вотоке при равенстве прочих условий. На рис. 19-5 [Л. 124] нанесена зависимость отношения количества теплоты, передаваемой при прямотоке QП, к количеству теплоты, передаваемой при тех ж< условиях при противотокеQZкак функция от C1/C2 и kF/C1т.е.

Из графика (рис. 19-5) сле­дует, что прямоточная и противоточная схемы могут быть равно­ценны только при очень больших и очень малых значениях C1/ C2или очень малых Значениях па­раметра kF/C1.

 

 

Рис. 19-5. — сравнение прямотока и противотока.

 

 

Первое условие соответствует случаю, когда изменение температу­ры одного из теплоносителей мало.

Второй случай равноценен, когда температурный напор велик по сравнению с изменением температуры рабочей жидкости. Это вытекает из соотношения

или

Во всех остальных случаях при прочих равных условиях при пря­мотоке теплоты передается меньше, чем при противотоке (рис. 19-5). Поэтому, с теплотехнической точки зрения, всегда следует отдавать предпочтение противотоку над прямотоком.

Однако следует иметь в виду, что если один из теплоносителей име­ет высокую температуру, то при противотоке поверхность теплообмена будет находиться в более тяжелых температурных условиях, чем при прямотоке.

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР ПОВЕРХНОСТИ ТЕПЛООБМЕНА

Для тех случаев, когда известно распределение теплового потока по поверхности теплообмена, расчет температуры поверхности можно вести по формулам (2-29), (2-33), (2-47), (2-57). Однако в большинст­ве практических случаев удобнее представить расчетные формулы в другом виде.

Для плоской стенки из уравнений

 

; (а)

; (б)

; (в)

можно получить

. (г)

из совместного решения (а) и (б) выразить

(Д)

Решив совместно уравнения (г) и (д) относительно неизвестной температуры tc1 или tc2, получим:

; (19-39)

 

; (19-40)

Полученные формулы справедливы для расчета температур и на многослойной поверхности теплообмена. В этом случае для плоских стенок в формулы (19-39) и (19-40) подставляются d—полная толщина многослойной стенки и l— эквивалентный коэффициент теплопро­водности многослойной стенки. Если тепловым сопротивлением стенки d/l можно пренебречь (d—>0 или l—>¥), то формулы (19-39) и. (19-40) принимают вид:

(19-41)

 

Для стенок с любым термическим сопротивлением расчет по фор­муле (19-40) даст среднюю температуру стенки.

Для тонких цилиндрических стенок (d1/d2<2) справедливы соот­ношения

; ; ,

где F1 — поверхность со стороны первичного теплоносителя; Fcp—сред­няя поверхность стенки, равная (F1+F2)/2, F2—поверхность со сторо­ны вторичного теплоносителя.

Аналогично, как и для плоской стенки, найдем:

 

; (19-42)

; (19-43)

Если стенка многослойная, то в формулах (19-42) и (19-43), под­ставляет d— полную толщину стенки и l— эквивалентный коэффици­ент теплопроводности.

В общем случае расчет температуры на поверхности цилиндриче­ской стенки ведут по следующим формулам:

 

; (19-44)

 

; (19-45)

 

Если стенка трубы многослойная, то вместо l нужно подставлять в формулы (19-44) и (19-45) эквивалентный коэффициент теплопро­водности; F1, F2—соответственно поверхности, непосредственно сопри­касающиеся с теплоносителями.

ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ

lektsia.com

Теплоносители определение конечной температуры - Справочник химика 21

    Расход теплоносителей (О], Сг, О ) вычисляют по уравнениям (334) — (336). Эти выражения можно также использовать для определения конечной температуры одного из теплоносителей, если известны расходы обеих рабочих сред. [c.147]

    Для определения конечных температур теплоносителей (/1, /Э при заданных значениях W2, / , /2 и /С в случае противотока мы воспользуемся уравнением (б) и уравнением (УП.З) в следу-юш,ем виде — /2 = ( 1 — й) Путем совместного ре- [c.347]

    Поверочный расчет теплообменника с известной поверхностью теплопередачи заключается, как правило, в определении конечных температур теплоносителей при и.х известных начальных значениях. Необходимость в таком расчете может возникнуть, например, если в результате проектного расчета был выбран нормализованный аппарат со значительным запасом поверхности, а также при проектировании сложных последовательно-параллельных схем соединения стандартных теплообменников. Поверочные расчеты могут понадобиться также с целью выявления возможностей имеющегося аппарата при переходе к непроектным режимам работы. [c.83]

    Различают проектный и поверочный расчеты теплообменников. Целью проектного расчета является определение необходимой поверхности теплообмена и режима работы теплообменника для обеспечения заданного переноса теплоты от одного теплоносителя к другому. Задачей поверочного расчета является определение количества передаваемой теплоты и конечных температур теплоносителей в данном теплообменнике с известной поверхностью теплообмена при заданных условиях его работы. Эти расчеты основываются на использовании уравнений теплопередачи и тепловых балансов. [c.349]

    Для определения конечных температур теплоносителей (/I и а) достаточно подставить в последние выражения Рх = Р. [c.347]

    Поверочный расчет теплообменника с известной поверхностью теплопередачи заключается, как правило, в определении количества передаваемой теплоты и конечных температур теплоносителей при их заданных начальных значениях и заданных расходах. Необходимость в таком расчете может возникнуть, например, если в результате проектного расчета был выбран нормализованный аппарат со значительным запасом поверхности, а также при проектировании сложных последовательно-параллельных схем соединения стандартных теплообменников. Поверочные расчеты могут понадобиться также для выявления возможностей имеющегося аппарата при переходе к проектным режимам работы. Предварительно введем понятие о числе единиц переноса для процессов теплообмена. [c.353]

    Поверочный расчет теплообменника. Цель поверочного расчета — определение количества передаваемой в определенном аппарате теплоты и конечных температур теплоносителей при заданных их начальных температурах и расходах. Поскольку физические свойства обменивающихся теплом сред при решении таких задач известны, можно найти и коэффициент теплопередачи. [c.352]

    Основной задачей расчета является определение температур материала и теплоносителя и высоты аппарата. В большинстве случаев достаточным является определение конечных температур, однако для анализов процесса [c.53]

    В задачу расчетов, связанных с использованием имеющейся (готовой) теплообменной аппаратуры, когда тип и размеры теплообменника заданы, входит определение конечной температуры одного или обоих теплоносителей, а также расхода одного из них. [c.238]

    В случаях, когда теплоносителями являются смеси газов, для удобства расчета целесообразно исходные данные о расходах и составах газовых смесей выражать в различных единицах (см. табл. 25 для горячего газа и табл. 26 для холодного газа). Тепловая нагрузка аппарата Q и конечная температура хо.юдного газа t Для определения Q и 2 необходимо установить характер изменения теплоемкостей рабочих сред при изменении температуры при рабочем давлении. По опытным значениям удельной теплоемкости с = ](t, р) компонентов смесей Нг, N2, Nh4, СНч вычисляем удельную теплоемкость горячего и холодного газов по формуле (317) [61]. [c.157]

    Расходы теплоносителей Ог, 0 , Ог, Ог вычисляют по ур-ниям (6,80), (6,81), (6,82). Эти уравнения также могут быть использованы для определения конечной температуры одного из теплоносителей, когда известны расходы обеих рабочих сред. [c.153]

    Уравнения теплового расчета. Целью теплового расчета являются определение необходимой поверхности нагрева при известных расходах, начальной и конечной температурах теплоносителей и подбор типового теплообменного аппарата. Преж- [c.112]

    Порядок расчета рекуперативных теплообменных аппаратов. Целью расчета является определение расхода теплоносителей и величины необходимой теплообменной поверхности аппарата. Расход теплоносителей определяют из теплового баланса аппарата. При составлении теплового баланса конечные температуры теплоносителей либо бывают заданы, либо их принимают. [c.243]

    Средний температурный напор Д/ср процесса теплопередачи зависит от ряда факторов начальных и конечных температур охлаждающей и охлаждаемой жидкостей (газов), характера изменения температур охлаждающей и охлаждаемой жидкостей (газов), схемы движения потоков их и т. д. В настоящее время нет общего точного аналитического решения задачи по определению среднего температурного напора Д/ор. Имеются частные решения этой задачи, в том числе для противоточной схемы движения теплоносителей — уравнение Грасгофа, которое справедливо для противо- [c.250]

    Расчет теплообменных аппаратов является трудоемкой, многовариантной и ответственной задачей при разработке технологического процесса, а проведение его старыми традиционными методами нередко сопровождается ошибками. Поэтому целесообразно использовать для их расчетов вычислительные машины, которые позволяют сократить время расчета и повысить качество получаемых результатов. При проектировании ювых теплообменных аппаратов расчет начинают с определения или получения от заказчика исходных данных в виде расходов начальных и конечных температур и давлений теплоносителей в аппарате, а также оценки условий по геометрическим размерам и гидравлическим сопротивлениям. [c.100]

    Когда приступают к расчету теплообменника, обычно бывают заданы расход одного из теплоносителей, его начальная и конечная температуры, а также начальная температура второго теплоносителя. Поэтому уравнение (IV. 107) содержит две неизвестные величины С" или О и 0к или /к. Следовательно, это уравнение является неопределенным. Такая ситуация характерна для большинства инженерных задач. Общий прием решения этих задач заключается в использовании метода последовательных приближений, состоящего в том, что вначале принимаются определенные решения относительно конструкции аппарата и неизвестных технологических параметров, затем путем пересчета проверяется правильность этого выбора, принимаются уточненные значения указанных параметров и расчет повторяется до получения результатов с желаемой степенью точности. [c.344]

    Значения F, Ni, N2 и G выражаются через технологические и конструктивные параметры. С помощью приведенных выше уравнений F связывается с температурами и коэффициентом теплопередачи, который в свою очередь выражается через скорость жидкости. Последняя же является функцией расхода и конструктивных размеров (площади поперечного сечения, числа ходов). Мощность нагнетателей определяется гидравлическими сопротивлениями, которые с помощью известных формул выражаются через конструктивные размеры и расходы. Расход теплоносителя G связан с его температурами. Коэффициенты Пр, tii, щ, s, а также значения Тг и 3 находятся по прейскурантам, ценникам и на основании экономических расчетов. В результате получается система уравнений, в которой независимыми переменными являются конечная температура одной из жидкостей и конструктивные размеры, если рассматриваются теплообменники определенного типа. На основании анализа системы уравнений устанавливается сочетание параметров, обеспечивающих минимизацию функции П. Методы поиска оптимума рассматриваются в специальной литературе, посвященной оптимизации химико-технологических процессов. Если [c.351]

    Различают конструктивный и поверочный расчеты теплообменника. В первом случае целью расчета является определение поверхности теплообмена и основных размеров теплообменника. Во втором случае определяют тепловой поток и конечные температуры (энтальпии) теплоносителей для теплообменника с заданной поверхностью теплообмена и размерами. [c.88]

    При этом возникает необходимость определения конечной или начальной температуры одного из теплоносителей, либо определения количества передаваемого тепла, если начальные и конечные температуры теплоносителей известны.,  [c.189]

    Целью теплового расчета являются определение необходимой поверхности нагрева при известных расходах, начальной и конечной температурах теплоносителей и подбор типового теплообменного аппарата. Прежде чем начать расчет, необходимо выбрать по ГОСТ типовой теплообменный аппарат и направление движения теплоносителей. [c.130]

    При проектировании теплообменников их тепловой расчет сводится к определению необходимой поверхности теплообмена Р при известных расходах, начальной и конечной температурах теплоносителей. [c.340]

    Приведенные на рис. 4.3 зависимости позволяют при определенном режиме обработки найти длину реактора, на которой получается продукт заданного химического состава, конечную температуру частиц и теплоносителя, скорости газовой и дисперсной фаз, диаметр конечной частицы в предположении, что не происходит вторичного (последующего) дробления. Определяется также и требуемое время обработки. В принципе, если знать зависимость фазовых переходов в частице оксида металла от температуры, то можно определить точку на пространственно-временной координате реактора, в которой достигается не только требуемый химический, но и фазовый состав продукта. [c.176]

    Явления процессов теплопередачи при перекрестном токе жидкостей трудно поддаются математической обработке в силу сложности аналитического определения средней разности температур. Поэтому при решении технических задач среднюю разность температур при перекрестном токе (Д щ ) определяют как среднюю разность температур лри противотоке t ) с теми же начальными и конечными температурами обоих теплоносителей и умножают на поправочный множитель е  [c.229]

    Составление теплового баланса по основному теплоносителю, определение количества передаваемого тепла Q (в ккал/ч) и установление интервала начальной и конечной температур охлаждающего или нагревающего агента..  [c.238]

    После определения значения эффективности теплообменника по формуле (290) вычисляются конечные температуры горячего и холодного теплоносителя. [c.261]

    Приведенные выше формулы для определения среднего температурного напора даны в предположении, что коэффициент теплопередачи не изменяется с температурой. При расчетах пользуются средним значением коэффициента теплопередачи, определяемым при средних температурах теплоносителей. Среднюю температуру теплоносителя с меньшим температурным перепадом можно определять как среднеарифметическую из начальной и конечной температур для теплоносителя с большим температурным перепадом средняя температура [c.284]

    Уравнения теплового баланса используются при определении с заданной точностью конечной температуры одного из потоков, если заданы количество, начальная температура этого потока, количество, начальная и конечная температуры другого потока, либо при расчете количества теплоносителя, если заданы четыре конечные температуры и количество другого теплоносителя. [c.51]

    Поверочные расчеты проводятся в том случае, если необходимо проверить возможность использования имеющихся теплообменников в заданных условиях работы. Целью этих расчетов является определение количества переданного тепла Q и конечных температур потоков в.к и ак при заданных конструктивных размерах аппаратов, массовых расходах теплоносителей Оо, Ов и их начальных температурах в.н, о.н- Методики поверочного расчета также могут быть использованы для выбора серийного аппарата из нормального ряда. [c.115]

    Основой обратного расчета является определение конечных значений температур теплоносителей. [c.166]

    Тепловой расчет теплообменного аппарата, целью которого является определение площади Р, называется конструкторским. Допустим, что имеется готовый теплообменный аппарат (например, серийно выпускаемый заводом), требуется узнать, будет в нем обеспечен подогрев или охлаждение теплоносителя до заданной температуры. Тепловой расчет, выполняемый для решения указанной задачи, называется поверочным. Его целью является нахождение конечных температур теплоносителей, а также температуры поверхности при заданных начальных температурах теплоносителей. Массовые расходы теплоносителей в любом типе расчета считаются заданными величинами. [c.503]

    На рис. 42 показаны основные этапы расчета теплообменных установок. При проектировании новых теплообменных аппаратов расчет начинают с определения или получения от заказчика исходных данных в виде расходов, начальных и конечных температур и давлении теплоносителей в аппарате, а также оценки условий по геометрическим размерам и гидравлическим сопротивлениям. [c.88]

    Неинтервальный расчет при постоянных коэффициентах, например упрощенный способ Грасгофа. При этом расчете принимается. что условия теплообмена (теплоемкость теплоносителей, коэффициенты теплоотдачи, термические сопротивления слоев теплопередающей поверхности) неизменны вдоль поверхности. Классическим образцом такого расчета является общепринятое определение конечных температур в аппарате [28, с. 397] и среднелогарифмического температурного напора. [c.29]

    Определение конечной температуры одного из теплоносителей. Если известны количества обоих теплоносителей, но нз четырех температур, определяющих начальное и конечное состояния Т , Г.,, 1, даны лишь три, то, прираан гоая правые части уравнений 01-4) и (11-5), можно определить четвертую неизвестную температуру. [c.285]

    Алгоритм ПоРТА-1-К равноценен по объему вычислений и по сложности в программировании алгоритму ПоРТА-1-ПРТА, отличаясь следующим во-первых, в алгоритме ПоРТА-1-К имеется новый расчетный элемент— определение конечных температур о.к и в.к, во-вторых, в алгоритме не учитывается изменение физических свойств теплоносителей вдоль поверхности. Более точно о.к и в.к можно опредблить поверочным интервально-итерационным расчетом. [c.170]

    Завершая краткий обзор методов определения коэффициентов теплоотдачи межу текучими теплоносителями и теплообменными поверхностями, следует отметить два обстоятельств а, Во-первых, существуют еще много видов конвективной теплоотдачи, расчетные соотношения для которых имеют структуру, аналогичную приведенным выше (теплообмен в змеевиках, теплоотдача от оребренных поверхностей, от наружных поверхностей пучков труб при сложном обтекании, от поверхностей пластинчатых теплообменных аппаратов, теплообмен поверхностей с потоками неньютоновских жидкостей, теплообмен при непосредственном соприкосновении несмешивающихся теплоносителей и т. п.) и приводятся в литературе по теплообмену. Во-вторых, определение коэффициентов теплоотдачи для соответствующих конкретных условий хоть и представляет собой одну из наиболее сложных и разнообразных задач анализа процессов теплообмена, но не является единственным этапом расчета. После вычисления значений а для конкретных видов взаимодействия теплоносителя с теплообенной поверхностью, как правило, проводится дальнейший расчет, имеющий целью определение величины необходимой поверхности теплообмена для передачи заданного количества теплоты (проектный вариант расчета). При известной величине теплообменной поверхности определяются конечные температуры теплоносителей (поверочный вариант расчета). Расходы обменивающихся теплотой теплоносителей и их теплофизические свойства обычно бывают предварительно известны. [c.264]

chem21.info