- •9. Система теплового расчёта теплообменного
- •9.1. Методические основы иерархического теплового расчета теплообменников.
- •9.1.1. Введение в иерархический тепловой расчет теплообменников.
- •9.1.2. Подсистема проектного теплового расчёта теплообменников.
- •9.1.2.2. Виды проектного теплового расчёта теплообменников. Особенности
- •9.1.2.3. Общность различных видов проектных тепловых расчётов
- •9.1.4. Подсистема поверочного теплового расчёта теплообменников.
- •9.2.2. Пары.
- •9.2. Эффективность теплопередачи элементов, пар, рядов и комплексов
- •9.2.1. Элементы.
- •1. Пары 0100. Последовательное соединение разных тп, общий прямоток
- •5. Пары 1103. Параллельное соединение разных тп, общий
- •6. Пары 1113. Параллельное соединение разных тп, общий
- •9.2.3. Ряды.
- •9.2.4. Комплексы.
- •9.2.4.1. Математическая модель.
- •9.2.4.2. Классификация схем тока сред в комплексе теплообменных поверхностей.
- •9.2.4.3. Эффективность теплопередачи регулярных комплексов.
- •9.2.4.4. Эффективность теплопередачи нерегулярных комплексов.
- •9.2.4.5. Эффективность теплопередачи фрактальных комплексов.
- •9.3. Примеры реализации метода иерархического проектного теплового
- •9.3.1. Специфика проектного теплового расчёта элементов.
- •9.3.2. Метод иерархического проектного теплового расчёта пар.
- •9.3.3. Метод иерархического проектного теплового расчёта рядов.
- •9.3.4. Проектный тепловой расчёт комплексов.
- •9.3.4.1. Прямой (неитерационный) проектный тепловой расчёт комплексов.
1. Пары 0100. Последовательное соединение разных тп, общий прямоток
(
прямоточное
соединение ТП средами), Пс
=0, Пу = 1, Пп
= 0,
Пдс =0, Еп = Е1 + Е2 – Е1 Е2 (А1 + 1). (9.23)
Здесь и далее для других пар Е = Еэ – эффективность теплопередачи входящих в пары ТП, а в частности – эффективность элементов, А = Аэ – функция водяных эквивалентов теплопередающих сред в элементах, см., например, (9.1), (9.8), (9.21)].
2. Пары 0000. Последовательное соединение одинаковых ТП, общий прямоток,
П
с
=0, Пу = 0, Пп
= 0, Пдс =0,
Еп = 2Е – Е2 (А + 1). (9.24)
3. Пары 0110. Последовательное соединение разных ТП, общий противоток (противоточное соединение ТП средами) Пс =0, Пу = 1, Пп = 1,
Пдс =0,
.
(9.25)
4. Пары 0010. Последовательное соединение одинаковых ТП, общий противоток (противоточное соединение ТП средами) Пс =0, Пу = 0, Пп = 1, Пдс =0,
.
(9.26)
В приведенных выше парах 0000, 0010, 0100, 0110
Gо1= Gо2=Gо= Gоп (9.27), Gв1= Gв2=Gв= Gвп (9.28), А1= А2 = А= Ап (9.29).
Здесь и далее Gо, Gв, А – расходы сред, отдающей и воспринимающей теплоту, и функция их водяных эквивалентов [см., например, (9.1), (9.8), (9.21)] в разных ТП, а в нашем случае – элементах, индексы 1, 2 и п относятся к ТП 1, ТП 2 и паре одинаковых либо разных элементов.
5. Пары 1103. Параллельное соединение разных тп, общий
п
рямоток,
делятся обе среды, Пс
=1, Пу = 1, Пп
= 0, Пдс = 3,
Еп = mо1Е1 + mо2Е2, (9.30)
Здесь и далее mо1, mо2 – коэффициент деления среды, отдающей
теплоту, mо1 + mо2 =1. (9.31)
6. Пары 1113. Параллельное соединение разных тп, общий
п
ротивоток,
делятся обе среды, Пс
=1, Пу = 1, Пп
= 1, Пдс = 3.
Расчёт Еп проводится по формуле (9.30).
В парах 1103, 1113
Gо1= mо1Gоп, Gо2= mо2Gоп (9.32), Gв1= mв1Gвп, Gвэ2= mв2Gвп (9.33)
(9.34),
(9.35).
З
десь
и далее mв1,
mв2 –
коэффициент деления среды, воспринимающей
теплоту, mв1
+ mв2 =1.
(9.36)
7. Пары 1003. Параллельное соединение одинаковых ТП,
общий прямоток, делятся обе среды, Пс =1, Пу =0, Пп = 0, Пдс = 3.
Еп = Е. (9.37)
8
.
Пары 1013. Параллельное соединение
одинаковых ТП,
общий противоток, делятся обе среды, Пс =1, Пу = 0, Пп = 1, Пдс = 3.
Расчёт Еп проводится по формуле (9.34).
В парах 1003, 1013 Gо1= Gо2=Gо= 0,5Gоп (9.38),
Gв1= Gв2=Gв= 0,5Gвп (9.39),
А1= А2 = Аэ= Ап (9.29).
9
.
Пары 211. Общее перекрестное
соединение разных ТП
в паре, делится среда, отдающая тепло, Пс =2, Пу = 1, Пдс = 1,
Еп = mо1Е1 + mо2Е2 + mо2 A1Е1Е2, (9.40),
Gо1= mо1Gоп, Gо2= mо2Gоп (9.32), Gв1= Gв2= Gв= Gвп (9.28),
А1= mо1Ап, (9.41) А2= mо2Ап= (9.1- mо1)Ап (9.42).
10. Пары 201. Общее перекрестное соединение одинаковых ТП в паре,
делится среда, отдающая тепло, Пс =2, Пу = 0, Пдс = 1,
Еп = Е + 0.5АЕ2 (9.43)
получено из (9.40) при mо1= mо2=0,5, Е1= Е2= Е, А1= А2 =А.
Здесь Gо1= Gо2= Gо= 0,5Gоп (9.38), Gв1= Gв2= Gв= Gвп (9.28),
А1= А2 = А= 0,5Ап (9.44).
1
1.
Пары 212.
Общее перекрестное соединение
разных ТП в паре, делится среда, воспринимающая
тепло, Пс =2, Пу = 1, Пдс = 2,
Еп = Е1 + Е2 – Е1 Е2 . (9.45)
Gо1= Gо2= Gо= Gоп (9.27), Gв1= mв1Gвп ,
Gв2= mв2Gвп =(1- mв1) Ап (9.33),
(9.46)
.
(9.47)
1
2.
Пары 202.
Общее перекрестное соединение
одинаковых ТПв паре, делится среда, воспринимающая тепло, Пс =2, Пу = 0, Пдс = 2,
Еп = 2Е – Е2 (9.48)
получено из (9.45) при Е1= Е2= Е.
Gо1= Gо2= Gо= Gоп (9.27),
Gв1= Gв2= Gв= 0,5Gвп (9.39) , А1= А2 = А= 2Ап (9.40).
Входящие в (9.23)–(9.48) значения эффективности теплопередачи Е, Е1 и Е2 для элементов рассчитываются в соответствии с главой 8, раздел 8.3.3. Значения Е, Е1 и Е2 для пар рассчитываются по формулам (9.23)–(9. 48), для рядов – по формулам (9.51)–(9. 60), для некоторых комплексов – по формулам (9.77)–(9. 82). Если исходить из того, что известны достаточно надёжные данные об индексе противоточности рэ для 21 теплопередаточного элемента (они приведены выше), только сочетаний элементов в парах ТП одного вида может быть 21∙20=420. Таким образом, с помощью (9.9)–(9.18) можно единообразно и очень просто рассчитывать тепловую эффективность Еп для 420∙6+21∙6=2646 различных пар 12 видов, состоящих только из элементов. Соответственно, число пар, состоящих не из элементов, а из более сложных ТП, исчисляется многими тысячами.
