Kiszámítása a hőcserélő: a példa. Kiszámítása a területet, a hatalom a hőcserélő

Kiszámítása a hőcserélő már kevesebb mint öt perc alatt. Bármely szervezet, amely gyárt és értékesít ilyen berendezések általában ad mindenkinek a saját felvételi programot. Meg lehet ingyenesen letölthető a cég honlapján vagy technikus fog az irodában, és ingyen telepíteni. Azonban, ennek eredményeként az ilyen számítások helyesek, akkor bízunk benne, és hogy nem okos, ha a gyártó által harcok a tender a versenytársaival? Ellenőrzés elektronikus számológép ismereteket igényel, vagy legalábbis a megértése a modern számítási módszerek hőcserélők. Próbáljuk rendezni a részleteket.

Mi a hőcserélő

Elvégzése előtt a számítás a hőcserélő, emlékezzünk, és milyen egy ilyen eszköz? Teplomassoobmennyh berendezés (más néven hőcserélő, más néven hőcserélő berendezést vagy TOA) - egy eszközt hőátadást egy hűtőközeg a másikba. A folyamat során a hűtőközeg hőmérséklet-változások is változik a sűrűségük, és ennek megfelelően, tömeges indexek anyagok. Ezért ezeket a folyamatokat nevezzük hő-és anyagátadási.

típusú hőátadás

Most beszéljünk a hőátadás típusok - már csak három. Sugárzás - hőátadás sugárzás útján. Példaként tudjuk felidézni a napozás a strandon egy meleg nyári napon. És még ezek a hőcserélők megtalálható a piacon (cső hőlégfúvók). Azonban legtöbbször az otthoni fűtés, szoba a lakásban veszünk olaj vagy elektromos fűtés. Ez egy példa egy másik típusú hőátadás - konvekció. Konvekció természetes, önkéntelen (kivonat, és a dobozban kell hőcserélő), mechanikus meghajtó (egy ventilátor, például). Az utóbbi típusú sokkal hatékonyabb.

Ugyanakkor a leghatékonyabb módszer a hőátadás - a hővezetés vagy, ahogy nevezik, vezetés (vezetési Angol -. „Vezetőképesség”). Bármilyen mérnök ki fog tartani a thermal design a hőcserélő, először gondolni, hogyan válasszuk ki a hatékony berendezések minimális helyet. És ez sikerül elérni ezt a vezetéssel. Egy példa erre a leghatékonyabb eddigi TOA - lemezes hőcserélő. Plate TOA definíció szerint - egy hőcserélő, amely a hőt a hűtőközeg egy másik falon keresztül őket elválasztó. A maximális lehetséges közötti érintkezési terület a két közeg együtt igaz a kiválasztott anyagok, és a profilját lemezek vastagsága méretei választjuk meg, hogy minimalizáljuk a hardver, miközben megőrzi az eredeti műszaki jellemzőit a folyamat során megkövetelt.

típusú hőcserélők

Mielőtt elvégzi a számítást a hőcserélő határozza meg a típusát. Minden TOA osztható két nagy csoportra: regeneráló és regeneratív hőcserélő. A fő különbség közöttük a következő: a TOA rekuperatív hőcserélő keresztül zajlik elválasztó fal a két fűtőközeg, és érintkezzen egymással két regeneráló töltőanyag, gyakran szükséges a későbbi keverési és elválasztási speciális szeparátorok. Regeneráló hőcserélőben vannak osztva hőcserélők és a keverés egy fúvókával (stacionárius esemény vagy közbenső). Nagyjából elmondható, hogy egy vödör meleg vízzel, tedd fel a hideg, vagy egy pohár forró teát, tedd hűtőszekrényben lehűtjük (soha ne csináld!) - ez egy példa az ilyen keveredés TOA. A szakadó tea csészealj és hűtési ez így kap egy példa egy regeneratív hőcserélőben a fúvóka (csészealj, ebben a példában játszik a fúvóka rész), amely először érintkezésbe a környezeti levegő és a veszi a hőmérséklet, és azután kiválasztja a része a hő a beleöntött forró teát keresek mindkét média előnyét termikus egyensúly módot. Azonban, ahogy már találtak hatékonyabb felhasználása a hővezető képessége a hőt az egyik közegből a másikba, ezért jobban használt hőátadás (és széles körben használt) TOA ma - természetesen regeneráló.

Termikus és strukturális számítási

Bármilyen számításához a regeneratív hőcserélő lehet eredményei alapján a termikus, hidraulikus és szilárdsági számítások. Ezek az alapvető, elengedhetetlen a design az új eszközök és módszerek kiszámításának alapja a következő modellek az azonos típusú eszközök sorban. A fő feladata a termikus TOA számítás, hogy meghatározza a szükséges hőcserélő felületet stabil működése a hőcserélő és fenntartása a szükséges paramétereket a médium. Elég gyakran az ilyen számítások mérnökök kapnak tetszőleges értékei súlya és mérete jellemzői a jövőbeli berendezések (anyag, átmérő csövek, lemezek, méretek, gerenda geometriája, típusa és anyagi-leválasztás és mtsai.), Azonban a hőkezelés után jellegzetesen konstruktív számítási hőcserélő. Végül is, ha az első lépés mérnök szükségesnek felület egy adott átmérőjű cső, például 60 mm-es, és a hossza a hőcserélő így fordult mintegy hatvan méter, logikus feltételezni átmenet többlépcsős hőcserélőbe vagy a csőköteg típusú, vagy növelni az átmérője a csövek.

hidraulikus számítás

Hidraulikus vagy hidro-mechanikus és aerodinamikus számításokat végezni, hogy azonosítsuk és optimalizálja a hidraulikus (aerodinamikai) nyomásveszteség a hőcserélőben, és kiszámítani az energia-fogyasztás, hogy ezek leküzdésére. Kiszámítása olyan út, csatorna vagy cső a fűtőközeg áthaladását szembenéz humán elsődleges feladata -, hogy fokozza a hőcserélő folyamat helyén. Azaz, egy közepes kell mennie, a másik pedig, hogy minél több hőt legalább intervallum az egésznek. Ezt gyakran alkalmazzák a további hőcserélő felületen formájában FIN felületek kifejlesztett (elválasztására a határ lamináris alréteg és fokozza az áramlási turbulencia). Optimális egyensúly kapcsolatban a hidraulikus veszteségeket, a területeken a hőcserélő felület, a súly és a méret jellemzőit, és a kivont hőteljesítmény az eredménye az aggregált termikus, hidraulikus és konstruktív TOA számítás.

ellenőrzése számítás

Ellenőrzése a hőcserélő végezzük abban az esetben, ha az szükséges, hogy feküdt egy járástartalék bármely hőcserélő felülettel. A felület a tartalék különböző okokból és különböző helyzetekben, ha úgy kívánja a feladatmeghatározás, ha a gyártó úgy dönt, hogy tovább növeljük, hogy pontosan arról, hogy ezt a hőt fog megjelenni a rendszer, és a hibák minimalizálása a számításokban. Egyes esetekben, foglalás szükséges kerekítési szerkezeti méretek eredmények más (párologtatók, economizers) a számítási kapacitás a hőcserélő speciálisan bevezetett árrés felülete a kompresszor olaj szennyeződés jelen a hűtőkörben. Igen, és a rossz vízminőség kell figyelembe venni. Egy idő után, a zavartalan működésének hőcserélők, különösen magas hőmérsékleten, a hab rendezi a felszínen a hőcserélő berendezést, csökkentve a hőátadási tényező, és elkerülhetetlenül csökkenéséhez vezet a parazita hő felszállás. Ezért az illetékes mérnök, egy számítást a hőcserélő „víz-víz”, kiemelt figyelmet fordít a kiegészítő tartalék hőcserélő felület. Ellenőrzés számítás és töltsön érdekében, hogy milyen a berendezés választott fog működni más, másodlagos mód. Például, a központi légkondicionálók (levegő-ellátás berendezések) melegítők első és második fűtési használt a hideg évszakban, és gyakran járnak a nyári hűtésére légbevezető etetés hideg vizet a levegő hőcserélő cső. Hogyan működnek és milyen ad a paramétereket, hogy értékelje a span számítás.

kutatás becslése

Kutatási TOA végzett számítások alapján az eredményeket a termikus számítás és ellenőrzés. Ezek szükségesek, mint a szabály, hogy a legutóbbi módosításait a szerkezet a tervezett eszköz. Azt is végeztünk, hogy kijavítsa a egyenletek fektetik a számítási modellben végrehajtott TOA kapott empirikusan (a kísérleti adatok). Művészet kutatás magában foglalja a számítás tízes és néha száz számítások külön tervet, kidolgozni és megvalósítani a termelési szerint a matematikai elmélete kísérletek tervezésében. Az eredmények azt mutatják, hatása eltérő körülmények és a fizikai mennyiségeket teljesítménymutatók TOA.

más számítások

A számítás a hőcserélő terület, ne feledkezzünk meg az ellenállást az anyagok. A szilárdsági számításban TOA is vizsgálják a tervezett egység feszültség, torziós ragaszkodás a megengedett legnagyobb üzemi pillanatok a részletekre, és a csomópontok a jövőben a hőcserélőt. Minimális méretei terméket kell erős, stabil és biztonságos üzemeltetés biztosítása különböző, még a megerőltető körülmények között.

Dinamikus számítást hajtunk végre, hogy meghatározzuk a különböző jellemzőit hőcserélő változó működési módok.

Típusú hőcserélő tervezés

Recuperative TOA design osztható kellően nagy számú csoport. A leginkább ismert és széles körben használt - egy lemezes hőcserélő, levegő (Bordáscsöves), csőköteges hőcserélők „cső a csőben”, shell-és-lemez, és mások. Vannak több speciális és egzotikus típusok, például spirál (cochlea-hőcserélő), vagy a lehúzó, amely együttműködik viszkózus vagy nem-newtoni folyadékok, és sok más típusú.

Hőcserélő „cső a csőben”

Tekintsük a legegyszerűbb számítás a hőcserélő „cső a csőben”. Szerkezetileg, az ilyen típusú TOA maximálisan egyszerűsített. Indítás közben a belső cső berendezésben, rendszerint forró hőátadó folyadék veszteségek minimálisra csökkentése, és a házba, vagy a külső csőbe, a hűtőfolyadék hűtő távon. Engineer feladat ebben az esetben csökkenti a meghatározására a hossza a hőcserélő alapján számított hőcserélő felülettel és előre meghatározott átmérővel.

Érdemes megjegyezni, hogy a termodinamika bevezeti az ideális hőcserélő, amely a végtelen hosszúságú egység, ahol hűtőfolyadékok dolgoznak számláló, és azok között teljesen kiváltott hőmérséklet különbség. A design „cső a csőben” legközelebbi megfelel ezeknek a követelményeknek. És ha fut ellenáramú hőátadó folyadékok, ez lesz az úgynevezett „counter-valódi” (szemben a kereszt-mint lemez TOA). Hőmérséklet nyomás leghatékonyabban bekövetkezik, ha a közlekedési szervezet. Azonban, teljesítő „cső a csőben” kiszámítása a hőcserélő reálisnak kell lennie és nem szabad megfeledkezni arról a logisztikai komponens, valamint a könnyű telepítés. evrofury hossza - 13,5 m, és nem minden technikai felszerelés kialakítva megcsúszhat és felszerelése ilyen hosszúságú.

A Shell és csöves hőcserélők

Ezért, ez része a számítás egy ilyen eszköz simán áramlik kiszámításánál csőköteges hőcserélő. Ez a berendezés, ahol a csőköteg van egy esetben (burkolat), mostuk különböző hűtőközegeket, a rendeltetési hely függvényében berendezések. A kondenzátorok, például fut a hűtőközeg kabát, és a víz - a csőben. Ezzel a módszerrel a forgalmi viszonyok között könnyebb és hatékonyabb működésének ellenőrzésére az egység. A párologtatók, ellenkezőleg, a hűtőközeg forrni kezd a csövekben, és ezek mossuk lehűtjük folyadék (víz, sóoldatokban, glikolok, stb). Ezért, a számítás-csöves hőcserélő csökken, hogy minimalizáljuk a berendezés mérete. Játék a burkolóanyag átmérőjét, az átmérőt és a számát és hosszát a belső csövek berendezés mérnök belép a számított értéket a hőcserélő felületre.

levegő hőcserélők

Az egyik leggyakoribb messze hőcserélők - bordázott csöves hőcserélők. Ezek az úgynevezett tekercsek. Amennyiben ezek nem csak a kiigazított kezdve Fankojlok (az angol. Fan + coil, azaz, „fan” + „coil”) a belső tömbök osztott rendszerek óriás füstgáz rekuperátor (kiválasztása hőt a forró füstgáz és átadása azt a fűtésre) kazánokban a CHP. Ezért a számítás a tekercs hőcserélő az alkalmazástól függ, ahol a hő megy üzembe. Ipari léghűtők (VOPy) telepítve a kamrák sokk-fagyasztott hús, fagyasztók alacsony hőmérsékleten és egyéb tárgyak az élelmiszer hűtés, szükségük van bizonyos szerkezeti jellemzői a tervezési. Közötti távolság lamella (fin) maximalizálni kell, hogy növelje az időt a folyamatos működés leolvasztási ciklusok közötti. Párologtatók DCS (adatközpont), éppen ellenkezőleg, lehetővé teszi egy kompakt szorító mezhlamelnye távolság minimális. Az ilyen hőcserélők működik a „tiszta zóna”, körülvéve egy finom szűrő (akár HEPA fokozatú), azonban ez a kiszámítását végzik a csöves hőcserélő a hangsúlyt a minimálisra csökkentve a befoglaló méretei.

lemezes hőcserélők

Jelenleg stabil kereslet a lemezes hőcserélő. Szerint a konstruktív tervezés, azok teljes mértékben tömített és félig-hegesztett, és mednopayanymi nikelpayanymi, Hegesztett és keményforrasztott diffúziós módszerrel (nélkül forraszanyag). Termikus design a lemezes hőcserélő kellően rugalmas és nem különösebben nehéz mérnök. A kiválasztási folyamat játszhat típusú lemezek, mély csatornákat alkotó, borda típusú, acél vastagság, különböző anyagok és, ami a legfontosabb - sok szabványos méretű modell eszközök különböző méretű. Az ilyen hőcserélők alacsony és széles (a gőz fűtési víz), vagy a magas és keskeny (elválasztási hőcserélők a légkondicionáló rendszerek). Gyakran használják, és a közeget egy fázisátalakulás, azaz kondenzátorok, párologtatók, gőz hűtők, predkondensatorov és így tovább. D. végre termikus tervezését hőcserélő működő kétfázisú minta, egy kicsit keményebb, mint a hőcserélő a „folyadék-folyadék”, de a tapasztalt mérnök ez a probléma megoldható, és nem okoz különösebb nehézséget. Hogy megkönnyítsék az ilyen számítások modern mérnöki tervezők számítógépes adatbázis, ahol megtalálható egy csomó szükséges információt, beleértve a fázisdiagramját hűtőközeg bármilyen széria módban például egy program Coolpack.

Számítás példa hőcserélő

A fő célja a számítás egy olyan számítás a szükséges hőcserélő felülettel. Heat (hűtés) teljesítmény általában meghatározott a feladatmeghatározás, de a mi fogjuk kiszámítani, és neki, mondjuk egy csekket a követelmények meghatározása. Néha az is előfordul, hogy az eredeti adatok kikúszhat hiba. Egyik feladata az illetékes mérnök - ezt a hibát megtalálni és kijavítani. Példaként, végre számítási lemezes hőcserélő a „folyadék - folyadék”. Legyen egy elválasztó áramkör (nyomás megszakító) sokemeletes épületben. Annak érdekében, hogy enyhíti a nyomást a berendezés, a felhőkarcolók építése nagyon gyakran használják ezt a megközelítést. Az egyik oldalon a hőcserélő van a víz, a bejáratnál Tvh1 = 14 ᵒS és kilépés Tvyh1 = 9 ᵒS, és az áramlási sebességét G1 = 14 500 kg / h, és a másik - szintén a víz, de itt a következő paraméterekkel: Tvh2 = 8 ᵒS, Tvyh2 ᵒS = 12, G2 = 18 125 kg / h.

Szükséges teljesítmény (Q0) kiszámítja a termikus egyensúlyt képletű (lásd a fenti ábrát, a képlet 7,1 ..), ahol Cp - fajlagos hőkapacitás (asztal érték). Az egyszerűség kedvéért a számítások Ezek az értékek figyelembe a hőkapacitása EOT = 4,187 [kJ / kg * ᵒS]. Úgy véljük:

Q1 = 14 500 * (14 - 9) * 4,187 = 303557,5 [kJ / h] = W = 84,3 84321,53 kW - az első oldalon, és

Q2 = 18 125 * (12 - 8) * 4,187 = 303557,5 [kJ / h] = W = 84,3 84321,53 kW - a második oldalon.

Megjegyzendő, hogy, képlet szerint (7.1), Q0 = Q1 = Q2, függetlenül attól, melyik oldalon a számítások során.

Továbbá, a fő hőátadó egyenlet (7,2), azt találjuk, a szükséges felület (7.2.1), ahol k - hőátadási tényező (a feltételezett érték 6350 [W / ^m2]), és a ΔTsr.log. - átlagos-hőmérséklet-különbség, úgy számítjuk ki, (7.3) képletű:

? T sr.log. = (2 - 1) / ln (2/1) = 1 / ln2 = 1 / 0,6931 = 1,4428;

F = 84321/6350 * 1,4428 = 9,2 m ^2.

Abban az esetben, ha a hőátadási tényező ismeretlen, a számítás kissé bonyolultabb lemezes hőcserélő. Általános képletű (7,4) tartják a Reynolds-szám, ahol ρ - sűrűség [kg / ^m3], η - dinamikus viszkozitása, [N * s / m ^2], v - sebessége a közeg a vezetékben [m / s], d cm - nedvesíthető furat átmérője [m].

A táblázatból keressük a kívánt értéket Prandtl [Pr], és a képlet (7,5), megkapjuk az Nusselt szám, ahol n = 0,4 - folyékony fűtési körülmények, és n = 0,3 - hűtés cseppfolyós körülmények között.

Továbbá, az (7.6) számítjuk hőátadási tényező a hűtőfolyadék minden falat, és a képlet (7.7) feltételezzük, hőátadási tényező, amely szubsztituálva van a képletben (7.2.1) kiszámításához a hőcserélő felület.

A fenti képletekben, λ - hővezetési együttható, ϭ - a vastagsága a csatorna fala, α1 és α2 - hőátadási együtthatók az egyes hőátadó falon.