Материал: Вторинні енергетичні ресурси та енергозбереження - Навчальний посібник (Самохвалов В.С.)


4.1. тепловий розрахунок утилізатора

Метою теплового розрахунку є підбір підігрівача, в якому здійснюється максимально можливе підвищення температури на вході у повітрозбірник — Р2 і максимально можливе зниження температури на вході в кінцевий холоди­льник — Р1.

Температуру Ґ[ і \% можна визначити, знаючи температуру на вході з компресора — Ґ1 і на виході з кінцевого холодильника {г та скориставшись співвідношеннями [26]:

Ґ2= Ґ2+ (4Ґ2 ) ^ ; (4.1)

о2с2

ґ;=^'+(ґ.;^2)2 , (4.2)

де г = fІ—^-;— параметр, залежний від площі поверхні теплообміну і

V СА   С2С2 )

умов теплообміну, приймається за дод. табл. 6;

Єі, С2 — масові витрати гріючого і такого, що нагрівається, повітря. Сі = С2, кг/с;

с1 і с2 — середня теплоємність, кДж/(кг-К);

& = f (Яе1;Яе2) — коефіцієнт тепловіддачі теплообмінника Вт/(м2-К); Р — площа поверхні теплообміну, м2; 1ІЄ]; Яе2 — відповідні критерії Рейнольдса.

 

Послідовність теплового розрахунку підігрівника

Вибираємо підігрівник, що серійно випускається і таким чином маємо всі геометричні характеристики теплообмінника.

Задаємося температурами і визначаємо усереднені теплофізичні властиво­сті для температурних інтервалів гріючого і такого, що нагрівається повітря.

Знаючи масову витрату, визначаємо критерій Яе1, Ле2; потім, скористав­шися критеріальним рівнянням для конвективного теплообміну в газах Ми = 0,016Лг0'8 визначаємо критерії Нуссельта (Мий Ми2), коефіцієнт тепловіддачі «1

і а2 |« = , де X — коефіцієнт теплопровідності повітря, Вт/(м-К); І — ха­рактерний лінійний розмір, м.

Коефіцієнт теплопередачі теплообмінника:

К =(-+ -". (4.3)

( № Л

За таблицею 6 дод. визначаємо г = f\         І і за формулами (4.1), (4.2) знаV СА)

ходимо ї, ї'г. При значній розбіжності заданих і знайдених температур ї, Ґ'2 вибираємо інший номер підігрівника і повторюємо розрахунки доти, доки не досягнемо відповідності між заданими і знайденими температурами ї, Ґ'2.

При виборі підігрівника варто мати на увазі, що необхідно надавати пере­вагу двом підігрівникам, установленим на кожен компресор і підключеним до потоку повітря, що гріє, оскільки в цьому випадку сумарна площа перетину трубок двох підігрівників приблизно дорівнює площі перетину міжтрубного простору підігрівника. Ця обставина має важливе значення, тому що практич­но однакові умови теплообміну на зовнішній і внутрішній поверхні трубок пі­дігрівника забезпечують найбільш ефективну роботу утилізатора теплоти.

Використання двох підігрівників як утилізатора теплоти стисненого пові­тря дозволяє знизити температуру повітря на вході в кінцевий холодильник зі 127 °С до 82 °С та підвищити температуру на вході в повітрозбірник із 37 °С до 82 °С.