<<
>>

§2.2. Расчет локальных температур сред при перекрестном токе.

Определение средних значений выходных температур не дает исчерпывающей, а зачастую и достаточной информации об условиях работы теплообменника. Например, перекосы температур газов на выходе из трубчатых воздухоподогревателей мощных котлов П-57, П-67 достигают Ю0-130°С и, следовательно, условия работы конструкции по сечению аппарата могут существенно различаться.

В связи с этим необходимым оказывается знание локальных температур теплоносителей.

Наиболее просто и точно вычисляются температуры в точках сопряжения входного газового сечения с выходным; воздушным (У=0;Х=Хо) и входного воздушного сечения с выходным газовым (Х=0, У=У0 ). В самом деле, согласно формуле (1.10):

Ыох)=те-%+е~Чечщ.

Если функция t'(Y) - ступенчатая, то формула принимает вид: Аналогично:

tfawHtM^+fa&je™ +.. 4 (2.81)

Точки (0 , Y0 ) и ( Х0 , 0 ) в одноходовом перекрестноточном теплообменнике представляют особый интерес. При не слишком больших неравномерное тях входных температур они являются, соответственно, самой холодной и самой горячей точками теплообменника.

Для построения методики определения локальных температур в произвольной точке одноходового теплообменника с неравномерными

входными температурами ^теплоносителей продифференцируем правило осреднения д(Х0 >Y) = МХ,У)Ло о

дд = Шо-,Г)_

дХд Хо Xq

Отсюда __

$(Х0Я)=Ъ(ХоЯ)+ХоЩ^ . (2.9)

Оло

Пусть требуется определить температуру $ в некоторой точке ( X*; Y* ). Рассмотрим в исходном теплообменнике фрагмент со сторонами 0Хх и 0Y* (см. рис. 2.16). В этом фрагменте величина есть температура на выходе, осредненная по промежутку . [0,Х#] . Согласно (2.9) можно записать:

. (2.10)

Полагая в (2.10) Y^-О, и вычитая получающееся при этом равенство из (2.10) придем к соотношению:

Или в более удобном виде:

. (2.II)

Методика определения величины At(X^\Y^) описана в предыдущем параграфе.

Второй член в правой части (2.II) можно вычислить приблизительно, переходя от дифференциалов к конечным разностям:

дШхЛ)! " J-Atfarf*)

дХ.к ~ ЛХ

где аХ - произвольное небольшое приращение к координате X* . В итоге искомая температура будет определена по формуле:

ЖМ^-Ш*,) (2.12)

ДА

Аналогично для холодного теплоносителя:

В конечном счете может быть сформулирована след/тощая методика расчета локальных температур при однократном перекрестном токе,

Пользуясь Е-ме то дикой определить:

в фрагменте размерами X**Y* ; Yj в фрагменте размерами (У*+дХ)*У* ; At(Xx)YM+AY) в фрагменте размерами Ххх(%+дУ) ;

Вычислить по формуле (2.12).

Вычислить t(Xx jY*) по формуле (2.13).

В отличие от ?-методики, описанная методика расчета локальных температур является не точной, а приближенной. Однако следует заметить, что и сами машинные поэлементные расчеты при определении локальных температур могут лишь условно считаться эталонными, поскольку лежащие в их основе допущения правомерны только при определении балансных величин. Нахождение же локальных температур с заранее предсказанной точностью принципиально затруднено из-за заметного влияния на эти величины степени перемешивания, неодинаковости коэффициентов теплопередачи% разверок расходов теплоносителей по сечению теплообменника.

Пример -расчета: Задан воздухоподогреватель со сменной секцией (рис. 2.4); К= 23 вт/А; Уг= 620000 втД; % = 470000 вт/К; поверхность сменной секции Н{= 8000 м^; поверхность остальной части воздухоподогревателя И2= 65000 м2. Входные температуры: газов 250°С, воздуха t'= 30°С. Требуется определить температурный напор в воздухоподогревателе и температуры сред в нижней части сечения, отделяющего сменную секцию от остальной части воздухоподогревателя (точка А на рис. 2.4).

Согласно E-методике вычисляем: Х0 = J^ = 3,57;

У0=!<ШХ =2,71;

E(X0\Y0) =0,2175.

Z7= ( t' ) o E(X0;Y0 ) = 47,85 (°С)

Для вычисления локальных температур находим:

Ya= Y0 = 2,71. Выбираем приращения дХ = - 0,14; aY = - 0,21. Находим по номограмме E(XA;YA) = 0,33;

) = (tf'-f )-Е(Ха;Ya ) = 72,6(°С). Е(ХЛ +дХ;УЛ) = Е(0,25; 2,71) = 0,336; Ш ХА +лХ; Ya ) = 220 o 0,336 = 73,92 (°С). ?( ХА ; УА+дУ) = ?(0,39; 2,5) = 0,35; Ж Хд ; YA+zY) = 220 o 0,35 =77,0 (°С). По формулам (2.12), (2.13) находим:

г?( ХА; YA ) = 256-2,71 * 72,6-2,71' 0,39 o73*92~72'6 = 63,2 (°С),

| J4

t( Xa;Ya) = 30+0,39o 72,6+0,39'2,71'77'°~72'6 = 36,2 (°С), А * -0,21

Для данного примера поэлементные расчеты на ЭВМ дают Дд= 120,4°С. Согласно нашему расчету получается = -Y0aI = 250-2,71*47,85= = 120,3°С. Локальные температуры в интересующей нас точке в поэлементных расчетах не определяются и должны находиться интерполяцией по температурам в ближайших точках. При этом следует знать, вычисляются ли в использованной программе температуры в центрах элементов или на краях. Для рассмотренного примера распечатка поэлементного расчета на ЭВМ "Минск-22" помещена в приложении I.

<< | >>
Источник: Ямпольский Аркадий Ефимович. Повышение тепловой эффективности и коррозионной стойкости котельных воздухоподогревателей: Дис. ... канд. технических наук : 05.14.05. - М.: РГБ, 2007. 2007

Еще по теме §2.2. Расчет локальных температур сред при перекрестном токе.:

  1. §2.1. Температурный напор в одноходовом перекрестноточном теплообменнике со ступенчатыми профилями входных температур.
  2. §2.2. Расчет локальных температур сред при перекрестном токе.
  3. ГЛАВА 4. МЕТОДЫ ТЕПЛОВОГО РАСЧЕТА КАСКАДНЫХ ТВП.
  4. ГЛАВА 5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИИ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ТВП И ИХ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ.
  5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
  6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
  7. Влияние энергетики возобновляемых источников энергии на устойчивое развитие сельского хозяйства