|
LI, L2 эквивалентные длины пары оребренных пакетов, а, b (/х, /г) габариты теплообменника, И1, Н2 (/7»’Лз) _ высота оребренных пакетов; 1 , 2 индексы горячего и холодного орсбрения. Рисунок 2.3. Схема влияния «эквивалентной длины» оребренного пакета на компоновку теплообменника. Параметр знаменателя в скобках учитывает запас длины, необходимый из-за перекрытия части сечения ребрами. Если эквивалентные длины горячего и холодного пактов равны I, = 1х, то они образуют квадратный в плане теплообменник из двух оребренных пластин. «Нарезав» одиночные пакеты на Nr и Nx частей, получим теплообменник из N Л'г + А’х пакетов. При этом важно то, что теплообменник из N пакетов останется в плане близким к квадрат}', так как Nr и Nx не могут различаться больше чем на единицу. Если же L, < Lx (рис. 2.3), то в плане получится прямоугольный теплообменник с «зажатым» горячим и «расширенным» холодным трактами. г) Определение высоты орсбрения Из формулы (2.61) видно, что расстояние между пластинами, (высота оребрения И) в значительной степени влияет на эквивалентную длину L: чем больше /?, тем короче длина одиночного пакета. Используя этот факт, можно получать любую необходимую длину Л, а значит, и компоновку теплообменника в целом. При этом существуют следующие правила выбора компоновки. Если необходимо получить однозаходный конденсатор с минимальным объемом, высокой термической эффективностью и небольшими потерями, то с помощью подбора высоты оребрения Аг и hx надо обеспечить условие Lr « Lx. Поэтому в случае Sr < Sx выбирают оребрение так, чтобы hr < hx. Если же по какой-то причине оребрение должно быть одинаковым hr hx, то условие Sv < 5Х приводит к «вытянутому» конденсатору, проигрывающему «кубическому» с точки зрения 80 экономичности. |
75 1. Проектировочный расчет конденсатора в) Эквивалентная длина оребренного пакета Эквивалентные длины горячего Lг и холодного Lх пакетов являются промежуточными параметрами, удобными для анализа и выбора компоновки теплообменника. Они вычисляются по формуле . (П.III 1.15) По своему смыслу это длина одиночного пакета (рис. П.III 1.2), необходимая для создания живого сечения S при расстоянии между пластинами h. Параметр знаменателя в скобках учитывает запас длины, необходимый из-за перекрытия части сечения ребрами. Если эквивалентные длины горячего и холодного пактов равны Lг = Lх, то они образуют квадратный в плане теплообменник из двух оребрённых пластин. «Нарезав» одиночные пакеты на Nг и Nх частей, получим теплообменник из N = Nг + Nх пакетов. При этом важно то, что теплообменник из N пакетов останется в плане близким к квадрату, так как Nг и Nх не могут различаться больше чем на единицу. Если же Lг < Lх (рис. П.III 1.2), то в плане получится прямоугольный теплообменник с «зажатым» горячим и «расширенным» холодным трактами. г) Определение высоты оребрения Из формулы (П.III 1.15) видно, что расстояние между пластинами, (высота оребрения h) в значительной степени влияет на эквивалентную длину L: чем больше h, тем короче длина одиночного пакета. Используя этот факт, можно получать любую необходимую р p(1 δ ) S L h h = − Рис. П.III 1.2. Схема влияния «эквивалентной длины» оребренного пакета на компоновку теплообменника L1, L2 – эквивалентные длины пары оребренных пакетов, a, b (lx, lг) – габариты теплообменника, H1, H2 – высота оребренных пакетов; 1, 2 – индексы горячего и холодного оребрения L1 H1 DL2 L1 H2 DL1 L2 L2 Г Х lx lг 1 2( , )h h 76 ПРИЛОЖЕНИЕ III. МЕТОДИКА РАСЧЁТА длину L, а значит, и компоновку теплообменника в целом. При этом существуют следующие правила выбора компоновки. Если необходимо получить однозаходный конденсатор с минимальным объемом, высокой термической эффективностью и небольшими потерями, то с помощью подбора высоты оребрения hг и hх надо обеспечить условие Lг ≈ Lх. Поэтому в случае Sг < Sx выбирают оребрение так, чтобы hг < hх. Если же по какой-то причине оребрение должно быть одинаковым hг = hх, то условие Sг < Sx приводит к «вытянутому» конденсатору, проигрывающему «кубическому» с точки зрения экономичности. Для получения экономичного многозаходного теплообменника, например с Z горячими ходами, подбором высоты оребрения обеспечивается выполнение условия ZLг ≈ Lх. Смысл условия остается тем же: несмотря на добавление ходов, теплообменник в целом должен «стремиться» к кубической форме, имеющей минимальный объем. Высота оребрения h, шаг ребер hр и толщина ребра δр для ряда типовых, изготавливаемых в промышленности оребрений приведены в работах [1, 11], а также в главе 2 и приложении I настоящей работы. 1.4. РАСЧЕТ ГАБАРИТОВ ТЕПЛООБМЕННИКА После получения площади теплообмена, живых сечений для теплоносителей и выбора типа оребрения можно определить габариты теплообменника, удовлетворяющего этим величинам. Смысл задачи состоит в том, чтобы «нарезать» оптимальное количество пластин из «двухпакетной развертки» теплообменника с эквивалентными длинами Lг и Lх. Алгоритм решения задачи построен на следующем эффекте. Эквивалентные длины Lг и Lх, деленные на количество пакетов Nг и Nх, определяют габариты и площадь одной пластины Fгд из гидродинамических условий. В то же время можно найти площадь пластины Fтп = Fг,х/Nг,х из площади, полученной по условиям теплопередачи. Целью оптимизации является поиск такого количества пакетов, чтобы Fгд и Fтп как можно меньше различались. а) Расчет площади пластины из условий теплопередачи Вычисленная ранее площадь теплообменника по горячему Fг и холодному Fх тракту состоит из площади ребер и площади пластин. Используя коэффициент оребрения φр = Fр/FΣ, можно определить площадь, приходящуюся на все пластины: . (П.III 1.16) Σ тп г,x р(1 )/2F F= − ϕ |