Основные уравнения теплового расчета

Расчет теплового аппарата непрерывного действия основан на совместном решении уравнения теплового баланса и уравне­ния теплопередачи.

Уравнение теплового баланса служит для определения коли­чества передаваемого тепла и имеет вид

Q = G{(i{ — /1) = G2 {і 2 — *2) + Qn» (165)

где Q—тепловой поток в Дж/’с или Вт; G— количество ох­лаждаемой рабочей среды в кг/с; i[, ь[—начальная и конечная энтальпия этой рабочей среды в Дж/кг; Go — количество нагре­ваемой рабочей среды в кг/с; Qn —потери теплоты в окружаю­щую среду.

В теплообменных аппаратах при наличии изоляции потери тепла в окружающую среду обычно невелики и ими можно в расчетах пренебречь. Тогда уравнение теплового баланса при­нимает вид

Q = Qrop == Qxcwi ИЛИ

Q = Glcl(t[ — t)^G2c2(t2 — t2), (166)

где с і и с 2 — средние удельные массовые теплоемкости рабочих сред в интервале рабочих температур в Дж/(кг-°С); Ґ’у — на­чальная и конечная температуры охлаждаемой среды в °С.

При периодических процессах количества теплоносителей G и G2 и количество тепла Q рассчитываются соответственно в кг или Дж на одну операцию.

Количество теплоты, отдаваемое охлаждаемой средой,

Q=Glcl(t[-t"1) = Wl Mi; (167)

здесь Wi = GiCi — водяной эквивалент теплоносителя в Вт/°С.

При изменении агрегатного состояния рабочей среды урав­нение (165) может иметь различную форму в соответствии с ус­ловиями протекания процесса. Например, при конденсации из­менение энтальпии равно

1*2 — l2—Cn(to 0 + Г + сжОк h)f

где сп — средняя удельная массовая теплоемкость перегретого пара в Дж/(кг-°С); сЛ{ — средняя удельная массовая теплоем­кость конденсата в Дж/(кг-°С); tK — температура насыщения (конденсации) в °С; г—скрытая теплота фазового превращения в Дж/кг.

Расходы теплоносителей при теплообмене без изменения аг­регатного состояния определяют на основании уравнения (166):

G0c0 (t0— t0)

TOC o "1-5" h z 2 2Д~ „ ’ ; (168)

C, (^J /,)

G. c.(t— t".)

G — —L_LU—— LL. (169)

Уравнение теплопередачи для непрерывных процессов имеет вид

Q = kFAt. (170)

Для определения количества теплоты в периодических про­цессах в уравнение теплопередачи вводят время процесса т и тогда уравнение принимает вид

Q = kFlStx; (171)

здесь k — средний для поверхности F коэффициент теплопереда­чи в Вт/(м2 • °С); F — поверхность теплопередачи в м2; At — сред­ний температурный напор в °С.

Расчетная поверхность теплопередачи определяется как

F = (172)

т

где Q — количество теплоты, передаваемое в единицу времени,

известно нз уравнения (166). Методы определения величин At и

k приведены ниже.

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Комментарии закрыты.

recuperatio.ru