ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Поинтервальные расчеты противоточных и прямоточных теплообменных аппаратов из "Расчет теплообменных аппаратов на электронных вычислительных машинах" Условимся называть прямым расчетом аппарата последовательность вычислений, приводящих к определению поверхности теплообмена при заданной точности решения общего уравнения теплопередачи. Прямой расчет используется при конструировании нового аппарата для специфических условий работы либо при выборе теплообменника из нормалей. [c.53] Обратным расчетом теплообменного аппарата называется последовательность вычислений, приводящих к определению конечных температур потоков при заданных конструктивных размерах теплообменника. [c.53] При машинном расчете теплообменника для обеспечения заданной повышенной точности решения общего уравнения теплопередачи рекомендуется рассчитывать по интервалам все аппараты. [c.54] Рассмотрим широко распространенный в проектировании алгоритм прямого поинтервального расчета противоточного теплообменника. Блок-схема расчета приведена на рис. 2-2. [c.54] Расчету предшествует предварительный выбор типоразмеров теплообменного аппарата по одному из простых алгоритмов. [c.54] Исходные данные расчета о.н, to.к, в.н, в.к, Оо, Ов, o=f to), Св=/(/в), а также зависимости других физических свойств от температуры, размеры теплопередающих труб и корпуса, количество труб в сечении, их расположение, размеры и расположение перегородок, данные о загрязнениях внутри и снаружи труб и пр. [c.54] Задачей расчета является определение поверхности теплообмена. [c.54] В общем случае перепад температур (iв.к— в.в) разбивается на неравные интервалы б/вг- В результате расчетов в элементах 4—9 блок-схемы (рис. 2-2) получена табличная зависимость 4=/( о) и теплообменник разбит /и+1 сечением на ряд интервалов, внутри которых можно рассчитывать теплопередачу, рассматривая каждый интервал как отдельный аппарат. [c.54] В противовес этому алгоритмическая простота и возможность гарантировать точность решения общего уравнения теплопередачи делают прямой поинтерваль-иый расчет очень перспективным при проектировании теплообменников с помощью ЭЦВМ. [c.56] При разработке алгоритмов поинтервального расчета теплообменников на ЭЦВМ следует избавить эти алгоритмы от недостатков классической схемы расчета. [c.56] Первый способ применим в случае, если в процессе теплообмена соблюдается линейная зависимость теплоемкости и коэффициентов теплоотдачи от температуры. Эти условия распространяются на те же случаи, когда яроцесс теплообмена протекает при давлении и температуре теплоносителей, далеких от критических, и ие имеют места фазовые переходы. [c.57] Каждый из этих симплексов имеет простой физический смысл он показывает, во сколько раз изменяется каждая из величин, входящих в уравнение теплопередачи, внутри интервала. [c.57] Такой расчетный анализ был нами проведен для противоточных и прямоточных аппаратов. Он показал, что при значениях симплексов Пи, п о, св и Лд, от 0,9 до 1,1 обеспечивается погрешность расчета Р, не превышающая 0,01. [c.58] Определение безразмерных симплексов для различных пар теплоносителей производится по результатам статической обработки поинтервальных расчетов теплообменников, причем для более точного определения допустимых значений безразмерных отношений точность поингервального расчета анализируемых аппаратов достигается постепенным увеличением числа интервалов. [c.58] Этот способ обоснования выбора допускаемых значений симплексов рекомендуется использовать при составлении алгоритма расчета оптимального теплообменного аппарата. [c.58] При большом быстродействии машин наиболее целесообразно точность расчета поверхности обеспечивать постепенным увеличением числа интервалов. Алгоритм такого расчета приведен ниже. [c.58] Исходными данными модифицированного интервально-итерационного расчета теплообменника, кроме конечных температур в аппарате, массовых расходов теплоносителей, зависимости физических свойств теплоносителей от температуры и конструктивных размеров аппарата, являются также зависимости to—f[tв) по сечениям, полученные в результате решения уравнения теплового баланса. [c.58] Эти итерация организуются следующим образом. Пусть требуется, например, найти tв.шг, соответствующую о.к1 при противотоке (либо /о.нг при прямотоке) на конце -того интервала. Вначале просматриваются темяературы границ интервалов, полученные при решении уравнения теплового баланса. По значению to.кi (либо о.т) находится -тый (при решении уравнения теплового баланса) интервал, внутри которого лежит эта температура. Пусть температурные границы такого интервала to.н , о.к , б.иь /в.к . Далее определяется средняя температура о.срц в оперативном интервале to.кг- to.кj и соответствующая ей средняя теплоемкость Со.сри- Ориентировочное значение средней теплоемкости второго потока Св.срц рассчитывается при приближенной /в.сргг=0,5 По уравнению теплового баланса определяется неизвестная температура (в.ши вычисляется уточненное значение средней теплоемкости Св.срц при температуре в.ср.]=0,5 (iв.нi + iв.нj) Итерация по Св.срц продолжается до тех пор, пока значения 1 в.въ рассчитанные в соседних итерационных циклах, будут отличаться на допустимую величину 6t. [c.59] При удовлетворенаи этого условия расчет Р считаетса законченным. В противном случае т увеличивается на единицу либо на любое число и расчет повторяется при новом т, начиная с пункта второго. [c.60] Обратный расчет теплообменников является основой поверочных расчетов. Потребность в обратном расчете возникает также при выборе теплообменников из нормального ряда, когда в результате расчета определяется действительное распределение температур вдоль аппаратов с заданной либо выбранной поверхностью. [c.60] Вернуться к основной статье