Itungan nu exchanger panas: conto ti. Itungan wewengkon, kakawasaan exchanger panas

Itungan nu exchanger panas ayeuna nyokot kirang ti lima menit. Sagala organisasi nu ngahasilkeun sarta sells alat sapertos biasana méré dulur program rekrutmen sorangan. Ieu tiasa didownload haratis ti ramatloka parusahaan atawa teknisi maranéhna bakal datang ka kantor Anjeun tur masangkeunana haratis. Najan kitu, salaku hasil itungan sapertos anu bener, bisa urang percanten anjeunna teu kabawa palinter lamun produsén ku pajoang di lembut jeung pesaing na? Mariksa kalkulator éléktronik merlukeun pangaweruh atawa sahenteuna dina pamahaman padika modéren tina itungan exchanger panas. Hayu urang coba nyortir kaluar sacara rinci.

Naon téh exchanger panas

Sateuacan ngajalankeun itungan tina exchanger panas, hayu urang apal, jeung jenis alat saperti? Teplomassoobmennyh aparatur (aka exchanger panas, kawanoh ogé salaku aparatur bursa panas atawa TOA) - alat pikeun mindahkeun panas ti salah coolant ka nu sejen. Dina prosés parobahan suhu coolant ogé robah dénsitas maranéhanana sarta, sasuai, masal indéks zat. Éta pisan sababna naha prosés sapertos nu disebut panas sarta mindahkeun massa.

rupa mindahkeun panas

Ayeuna hayu urang ngobrol ngeunaan jenis mindahkeun panas - aya ukur tilu. Radiasi - mindahkeun panas ku radiasi. Salaku conto, urang bisa ngelingan ka sunbathing on pantai dina dinten panas haneut. Komo exchanger panas ieu bisa kapanggih dina pasar (pamanas tube hawa). Sanajan kitu, paling sering pikeun pemanasan imah, kamar di apartemen urang meuli minyak atawa panas listrik. Ieu conto tipe séjén transperna panas - convection. Convection nyaeta alam, involuntary (sari, sarta dina kotak kudu exchanger) atanapi ku drive mékanis (kalayan kipas, contona). Jinis dimungkinkeun leuwih éféktif.

Sanajan kitu, padika paling éféktif mindahkeun panas - teh konduktivitas termal, atawa, sakumaha mangka disebut, konduksi (konduksi Inggris - ". Konduktivitas"). Sagala insinyur anu bade tahan design termal tina exchanger panas, mimiti sagala pikir ngeunaan kumaha carana milih alat efisien dina minimum spasi. Sarta eta manages pikeun ngahontal ieu ku konduksi. Conto ieu paling efektif pikeun titimangsa TOA - exchanger plat panas. Lempeng TOA ku harti - a exchanger panas nu Mindahkeun panas ti coolant hiji sejen liwat témbok hiji misahkeun maranéhna. The maksimum mungkin aréa kontak antara dua mediums bareng jeung bahan dipilih leres, sareng pelat profil maranéhanana dimensi ketebalan dipilih pikeun ngaleutikan hardware bari preserving karakteristik teknis aslina diperlukeun dina proses.

rupa exchanger panas

Sateuacan anjeun ngalakonan itungan tina exchanger panas anu ditangtukeun ku jenis na. Kabéh TOA bisa dibagi kana dua grup utama: recuperative na regenerative exchanger panas. The therebetween Beda utama nyaéta saperti kieu: dina TOA bursa panas recuperative lumangsung ngaliwatan tembok pamisahan sedeng dua panas, sarta datangna dina kontak saling di dua média regenerative, mindeng merlukeun saterusna campur kode jeung separation di separators husus. exchanger panas Regenerative dibagi kana exchanger panas sarta Pergaulan ku nozzle (kajadian cicing atawa panengah). Sacara kasar bisa disebutkeun, ember cai panas, nempatkeun up dina tiis, atawa sagelas tea panas, nempatkeun tiis dina kulkas (pernah teu ngalakukeun!) - ieu teh conto TOA campur kode misalna. A tuang tea saucer jeung cooling eta teh sangkan meunang conto exchanger panas regenerative jeung nozzle (saucer, dina conto ieu muterkeun bagian nozzle), anu mimiti ngahubungi jeung hawa ambient jeung nyokot hawa na, lajeng milih bagian tina panas dituang kana eta tèh panas néangan duanana kalungguhan media ka modeu kasatimbangan termal. Najan kitu, salaku urang geus kapanggih pamakéan leuwih efisien dina konduktivitas termal nransper panas ti hiji midiyeum ka midiyeum lianna, ku kituna, leuwih hade dipake dina watesan mindahkeun panas (jeung loba dipaké) TOA dinten - tangtu, recuperative.

itungan termal jeung struktural

Sagala itungan tina exchanger panas regenerative bisa dijieun dumasar kana hasil tina termal, itungan hidrolik jeung kakuatan. Aranjeunna fundamental, indispensable keur desain alat anyar jeung téhnik anu jadi dadasar pikeun ngitung model saterusna tina tipe sarua garis lian. Tugas utama itungan TOA termal nyaeta keur nangtukeun daerah panas diperlukeun permukaan bursa pikeun operasi stabil tina exchanger panas sarta ngajaga parameter nu diperlukeun di outlet media. Rada sering di itungan misalna insinyur nu dibikeun nilai sawenang tina beurat tur ukuranana ciri pakakas hareup (bahan, tabung diaméterna, piring, dimensi, beam géometri, tipe na bahan finning et al.), Sanajan sanggeus panas ieu ilaharna dilakukeun itungan konstruktif exchanger. Barina ogé, lamun lengkah insinyur mimitina dianggap aréa permukaan dipikabutuh pikeun hiji pipa diaméterna dibikeun, contona, 60 mm, sarta panjang exchanger panas sahingga ngancik ngeunaan sawidak méter, éta logis nganggap transisi multilengkah exchanger panas atanapi ka tube tipe kebat, atawa nambahan diaméter ti tabung.

itungan hidrolik

itungan hidrolik atawa hidro-mékanis jeung aerodinamika dipigawé pikeun ngaidentipikasi sarta ngaoptimalkeun hidrolik (aerodinamika) leungitna tekanan dina exchanger panas, sarta keur ngitung pamakéan énérgi pikeun nungkulan éta. Itungan wae jalur, saluran atanapi pipe keur petikan sedeng panas confronts tugas primér manusa - jeung ngajadikeun leuwih hebat proses bursa panas di lokasi. Hartina, hiji médium kedah lulus, jeung lianna geus meunang sakumaha teuing panas dina interval minimum tangtu na. Ieu sering nerapkeun tambahan permukaan bursa panas dina bentuk surfaces fin dimekarkeun (pikeun pisah tina laminar sub-lapisan wates jeung ningkatkeun aliran kaayaan nu teu tenang). hubungan kasaimbangan optimal dina karugian hidrolik, wewengkon tina beungeut panas bursa, anu beurat na ukuranana ciri, sarta output panas ditarik teh hasil tina termal, hidrolik jeung konstruktif itungan TOA agrégat.

mariksa itungan

Verifikasi nu exchanger panas dilumangsungkeun dina kasus dimana perlu iklas hiji cagar kakawasaan sagala aréa permukaan bursa panas. Beungeut cagar alesan béda jeung dina kaayaan béda, upami kitu diperlukeun ku watesan rujukan, upami produsén megatkeun nyieun hiji margin tambahan janten persis yakin yén panas kieu bakal dileupaskeun dina rezim, sarta pikeun ngaleutikan kasalahan dina itungan. Dina sababaraha kasus, reservations diwajibkeun pikeun rounding struktural dimensi hasil di séjén (evaporators, economizers) dina itungan kapasitas tina exchanger panas ieu husus ngawanohkeun permukaan margin dina minyak compressor kontaminasi hadir dina sirkuit refrigeration. Sumuhun, na kualitas cai goréng kudu dibawa kana rekening. Sanggeus bari, operasi lemes tina exchanger panas, utamina dina suhu luhur, scum nu settles dina beungeut aparatur bursa panas, ngurangan koefisien mindahkeun panas, sarta inevitably ngarah ka ngurangan di takeoff panas parasit. Kituna insinyur kompeten, hiji itungan anu exchanger panas "cai-cai", bayaran perhatian husus ka cagar tambahan tina permukaan bursa panas. Mariksa itungan jeung méakkeun dina urutan ningali kumaha parabot dipilih bakal dianggo dina, modus sekundér lianna. Contona, dina éta conditioners sentral hawa (pamasangan hawa-suplai) pamanas pikeun kahiji jeung kadua pemanasan dipaké dina usum tiis, sarta mindeng ngalibetkeun enas pikeun cooling suplai dahar hawa cai tiis kana tube exchanger panas hawa. Kumaha bade aranjeunna fungsina jeung naon bakal masihan parameter pikeun evaluate itungan bentang.

perkiraan ieu panalungtikan

itungan TOA Panalungtikan dilumangsungkeun dina dasar hasil itungan termal sarta verifikasi. Aranjeunna perlu, saperti aturan, sangkan éta amendments panganyarna kana struktur alat dirancang. Éta ogé dipigawé pikeun ngabenerkeun naon persamaan anu diteundeun dina modél itungan dilaksanakeun TOA diala émpiris (pikeun data eksperimen). Pintonan ieu panalungtikan ngawengku hiji itungan puluhan sarta kadangkala ratusan itungan ku rarancang husus, dimekarkeun tur dilaksanakeun dina produksi nu nurutkeun téori matematik ngeunaan desain percobaan. Numutkeun hasil nembongkeun pangaruh kaayaan béda jeung kuantitas fisik dina indikator kinerja TOA.

itungan séjénna

Itungan wewengkon exchanger panas, ulah poho ngeunaan lalawanan bahan. itungan kakuatan TOA ngawengku mariksa jeung Unit projected pikeun tegangan, kantétan torsional ka maksimum moments digawé allowable mun jéntré jeung ngumpulna masa depan nu exchanger panas. Kalayan dimensi minimal tina produk kudu kuat, stabil sarta mastikeun operasi aman di sagala rupa, malah kaayaan paling beurat.

itungan dinamis anu dipigawé pikeun nangtukeun rupa karakteristik exchanger panas dina modeu operasi variabel.

Jenis desain exchanger panas

TOA Recuperative dina rarancang bisa dibagi kana sababaraha sahingga badag tina grup. Paling dipikawanoh sarta loba dipaké - a exchanger plat panas, hawa (Finned tube), cangkang jeung tube panas exchanger "pipe dina pipe", cangkang-na-piring, jeung sajabana. Aya leuwih pohara jenis husus tur aheng, e.g., spiral (cochlea-exchanger) atanapi scraper, anu dianggo ku cairan kentel atawa non-Newtonian, sarta sababaraha tipe lianna.

Panas exchanger "tube di tube"

Mertimbangkeun itungan pangbasajanna tina panas exchanger "tube di tube". Sacara stuktur, jenis ieu TOA ieu maximally disederhanakeun. Salila ngamimitian nepi aparatur tube batin, biasana panas cairan mindahkeun panas pikeun ngaleutikan karugian, sarta kana perumahan atawa kana tube luar, coolant nu cooling ngaji. Insinyur Tugas dina hal ieu ngurangan kana tekad anu panjangna ti exchanger panas dina dasar wewengkon permukaan bursa diitung panas sarta diaméter predetermined.

Eta sia nambahkeun yén di térmodinamik nawarkeun konsép hiji exchanger panas idéal, éta téh tina Unit panjang wates, tempat coolants dianggo di counter, sarta antara bédana hawa pinuh dipicu. Desain "pipe dina pipe" pangdeukeutna meets sarat ieu. Tur upami ngajalankeun cairan mindahkeun panas countercurrent, éta bakal jadi disebut "counter-nyata" (sabalikna tina cross-sakumaha dina plat TOA). tekanan hawa paling efektif dipicu lamun organisasi lalulintas. Sanajan kitu, ngajalankeun hiji "pipe dina pipe" itungan tina exchanger panas kedah realistis jeung teu poho ngeunaan komponén logistik, ogé betah instalasi. panjangna evrofury - 13,5 m, teu kabeh fasilitas teknis diadaptasikan ka skid tur instalasi pakakas panjang misalna.

Cangkang jeung tube exchanger panas

Ku sabab eta mangrupa bagian tina itungan alat saperti mulus ngalir kana itungan cangkang jeung tube exchanger panas. aparatur ieu, wherein pipah kebat anu dina kasus tunggal (casing), dikumbah ku coolants béda, gumantung kana alat-alat tujuan. Dina kapasitor, contona, ngajalankeun dina jaket refrigerant, sarta cai - di tube a. Kalayan padika ieu lalulintas lingkung gampang jeung leuwih efisien ngadalikeun operasi unit. Dina evaporators, Sabalikna, refrigerant bisul dina tabung jeung nu dikumbah ku cairan tiis (cai, brines, glycols, jsb). Ku alatan éta, itungan-tube exchanger panas diréduksi jadi ngaleutikan ukuran alat-alat. Maén kalawan diaméter casing nu, diameter jeung angka jeung panjang tina batin insinyur aparat pipa asup kana nilai diitung wewengkon permukaan bursa panas.

exchanger panas hawa

Salah sahiji anu pang umum ku exchanger panas tebih - a finned exchanger tube panas. Aranjeunna disebut coils. Dimana maranéhna teu ukur disaluyukeun mimitian ti fancoils (tina basa Inggris. Fan + coil, i.e., "kipas" + "coil") di blok internal sistem ka buta recuperator gas flue (Pilihan panas dibeulah tina gas flue panas sarta mindahkeun eta pikeun pemanasan) dina boilers di CHP. Éta pisan sababna naha itungan tina exchanger coil gumantung kana aplikasi, dimana panas mana kana operasi. coolers hawa Industrial (VOPy) dipasang di kamar daging shock-beku, dina freezers dina suhu low jeung objék séjén tina refrigeration dahareun, merlukeun fitur struktural tangtu dina rarancang maranéhanana. Jarak antara lamella (fin) kudu maksimal pikeun ngaronjatkeun waktu operasi kontinyu antara siklus defrost. Vaporizers pikeun DCS (puseur data), sabalikna, ngajadikeun mungkin a clamping mezhlamelnye jarak leuwih ringkes jeung minimum a. exchanger panas sapertos anu operasi di "zone murni", dikurilingan ku filter rupa (nepi ka HEPA kelas), kumaha oge, itungan kieu dilumangsungkeun ti exchanger panas tubular kalawan tekenan kana ngaminimalkeun diménsi sakabéh.

exchanger plat panas

paménta ayeuna stabil pikeun exchanger plat panas. Numutkeun rarancang konstruktif anak, aranjeunna pinuh gasketed sarta semi-dilas, sarta mednopayanymi nikelpayanymi, dilas sarta metoda difusi brazed (tanpa solder). Desain termal tina exchanger plat panas téh sahingga fleksibel teu utamana hésé insinyur. Prosés Pilihan bisa maénkeun tipe piring, saluran jero ngabentuk, tipe fin, ketebalan baja, bahan béda jeung, paling importantly - loba model ukuran baku alat tina ukuran béda. exchanger panas sapertos anu lemah sareng lega (pikeun pemanasan uap cai) atanapi tinggi na sempit (separation exchanger panas pikeun sistim hawa-udar). Éta téh mindeng dipaké, sarta sedeng ku transisi fase, misalna jadi condensers, evaporators, coolers ngukus, predkondensatorov jeung saterusna. D. Ngalakukeun design termal of exchanger panas operasi kalawan pola biphasic, saeutik harder batan exchanger panas tina "cair-cair", tapi pikeun ngalaman insinyur masalah ieu solvable na teu utamana hésé. Pikeun mempermudah itungan ieu désainer rékayasa modern ngagunakeun database komputer, dimana anjeun tiasa manggihan loba informasi diperlukeun, kaasup diagram fase sagala refrigerant dina sagala mode tilas, contona, program CoolPack.

Itungan Conto exchanger

Tujuan utama itungan nyaéta itungan wewengkon permukaan bursa panas perlu. Panas (refrigeration) kakuatan ieu biasana dieusian dina watesan rujukan, tapi conto urang urang ngitung na dirina, pikeun, sebutkeun, cek sahiji sarat spésifikasi. Kadangkala kacida ogé kajadian yén data aslina bisa ngabdi kasalahan. Salah sahiji tugas ti saurang insinyur kompeten - kasalahan ieu pikeun manggihan tur ngalereskeun. Salaku conto, nedunan itungan exchanger plat panas tina "cair - cairan". Hayu deui janten circuit SEPARATOR (breaker tekanan) dina wangunan luhur-naékna. Dina raraga ngagentos tekanan dina alat-alat nu, pangwangunan skyscrapers pisan mindeng dipaké pendekatan ieu. Dina hiji sisi tina exchanger panas gaduh cai dina lawang Tvh1 = 14 ᵒS tur kaluar Tvyh1 = 9 ᵒS, sarta G1 laju aliran = 14 500 kg / h, sarta di sisi séjén - oge cai, tapi di dieu kalawan parameter di handap ieu: Tvh2 = 8 ᵒS, Tvyh2 ᵒS = 12, G2 = 18 125 kg / h.

kakuatan perlu (Q0) ngitung rumus kasaimbangan termal (tingali gambar di luhur, rumus 7.1 ..), Dimana CP - kapasitas termal husus (nilai tabel). Pikeun kesederhanaan itungan nilai ieu nyokot Kapasitas panas EOT = 4,187 [kJ / kg * ᵒS]. Anggap we:

Q1 = 14 500 * (14 - 9) * 4,187 = 303557,5 [kJ / h] = W = 84,3 84321,53 kW - dina sisi hareup jeung

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

Catetan yen, nurutkeun rumus (7.1), Q0 = Q1 = Q2, paduli nu samping tina itungan dilumangsungkeun.

Salajengna, dina persamaan mindahkeun panas utama (7.2), urang manggihan wewengkon perlu permukaan (7.2.1), dimana k - koefisien mindahkeun panas (dianggap sarua jeung 6350 [w / ^m2]), sarta ΔTsr.log. - bédana mean-hawa, diitung ku rumus (7,3):

? T sr.log. = (2 - 1) / ln (2/1) = 1 / ln2 = 1 / 0.6931 = 1.4428;

F nyaéta = 84321/6350 * 1.4428 = 9,2 m ^2.

Dina kasus dimana koefisien mindahkeun panas téh kanyahoan, itungan rada leuwih pajeulit exchanger plat panas. Rumus (7.4) dianggap angka Reynolds mana ρ - dénsitas [kg / ^m3], η - viskositas dinamis, [N * s / m ^2], v - laju sedeng dina saluran nu [m / s], d cm - diaméterna bore wettable [m].

Ti tabél kami neangan nilai nu diperlukeun Prandtl [Pr], sarta rumus (7,5), urang ménta nomer Nusselt, dimana n = 0,4 - a kaayaan panas cair, jeung n = 0,3 - cooling dina kondisi cair.

Salajengna, rumus (7,6) diitung koefisien mindahkeun panas ti coolant ka unggal témbok, sarta rumus (7,7) dianggap koefisien mindahkeun panas, anu geus diganti dina rumus (7.2.1) keur ngitung aréa permukaan bursa panas.

Dina rumus di luhur, λ - koefisien konduksi termal, ϭ - nu ketebalan tina témbok channel, α1 na α2 - mindahkeun panas koefisien unggal tina témbok mindahkeun panas.