ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Выбор направления тока рабочих сред в теплообменных аппаратах из "Теплообменные аппараты и выпарные установки" Рассмотрим с точки зрения этих условий случаи простого (прямого и противотока), смешанного и перекрестного тока рабочих сред в аппаратах. [c.61] Средняя разность температур как это следует из основной расчетной формулы (2-16), зависит от предельных значений и Выполняя соответствующие вычисления (см. пример 2-2), нетрудно убедиться в том, что при одинаковых начальных и конечных температурах обеих рабочих сред средняя разность температур в случае противотока оказывается выше, чем при прямом токе. Расходы теплоносителей при этом в обоих случаях, разумеется, остаются одинаковыми, но поверхность теплообмена в случае противотока будет меньше. [c.61] Как уже отмечалось ранее, при прямом токе (фиг. 2-4) вторичная среда не может быть нагрета выше конечной температуры первичной среды (С /, ), или, что то же, нельзя охладить первичную среду ниже конечной температуры вторичной среды. При противотоке дело обстоит иначе предел нагрева вторичной среды определяется верхней температурой первичной среды а предел охлаждения первичной среды — нижней температурой вторичной среды Иными словами, пределы изменения температур рабочих сред в случае противотока становятся более широкими. При противотоке возможно большее изменение температуры (нагрев или охлаждение) одной из рабочих сред, чем при прямом токе. Поэтому в случае противотока при одинаковых поверхностях теплообмена уменьшается расход нагревающей или охлаждающей среды за счет более совершенного ее использования. Изложенным определяются несомненные преимущества противотока по сравнению с прямым током. [c.61] Следует отметить, что повышенное изменение температуры сред при противотоке имеет следствием некоторое уменьшение средней разности температур и потому связано при одинаковой производительности аппаратов с некоторым увеличением поверхности теплообмена. Однако экономия в расходе теплоносителей при противотоке обычно превышает дополнительные затраты на устройство аппаратов больших размеров по сравнению со случаем прямого тока. [c.61] Следовательно, можно утверждать, что противоток оказывается выгоднее прямого тока, и поэтому теплообменные аппараты прямого тока применяются в промышленности сравнительно редко. [c.62] Применение аппаратов прямого тока становится необходимым лишь в отдельных случаях, например при использовании первичной среды с достаточно высокой температурой (обычно горячих газов). В таких случаях при противотоке температура стенок со стороны входа первичной среды оказывается выше, что может вызвать нежелательные температурные деформации стенок. Сюда же относятся отдельные случаи, когда имеется опасность изменений химического состава продукта (вторичной среды) под влиянием высоких температур в конечной стадии нагрева. Иногда аппараты прямого тока применяют по конструктивным соображениям, например с целью уменьшения длины трубопроводов для подвода рабочих сред к аппарату. [c.62] Таким образом, при непрерывно изменяющихся температурах обеих рабочих сред следует, как правило, устанавливать теплообменные аппараты, работающие по принципу противотока. При сохранении постоянства температуры одной из рабочих сред (например, при конденсации паров) выбор взаимного направления тока рабочих сред не имеет значения. [c.62] Пример 2-5. В поверхностном холодильнике охлаждается 7 500 кг час продукта теплоемкостью с = 0,8 ккал1кгград от =з 90 С до 11 = 30° С. Охлаждение производится водой при I2 — 15° С. Определить для холодильников прямого тока и противоточного среднюю разность температур, поверхность охлаждения и расход охлаждающей воды, принимая — С. [c.62] Коэффициент теплопередачи й=1 200 час град. [c.62] Сравнивая полученные результаты, видим, что в случае противотока при увеличенных размерах поверхности охлаждения достигается резкое сокращение расхода охлаждающей воды. [c.63] Установленный выше принцип экономической целесообразности противохока по сравнению с прямым током может являться ведущим при сравнительной оценке различных схем сложного (смешанного или перекрестного) тока. Прй смешанном токе средняя разность температур при одинаковых начальных и конечных температурах выше, чем при противотоке, но ниже, чем при прямом токе. Таким образом, смешанный ток занимает промежуточное между ними положение. Аналогично обстоит дело и с другими условиями тепловой работы теплообменных аппаратов, зависящими от направления тока рабочих сред. [c.63] Достаточно эффективный способ повышения при смешанном токе состоит в перзходе к многоходовому смешанному току или к секционированию, что достигается разделением на ходы (секции) не только трубного, но и межтрубного пространств. [c.64] При этом, правда, нередко значительно усложняется конструкция аппарата за счет постановки перегородок в межтрубном пространстве. Но при равенстве чисел ходов в трубном и межтрубном пространствах может приблизиться к значению в случае чистого противотока. [c.64] Вернуться к основной статье