ProfitCentr - рекламное агентство

Расчёт аппаратов воздушного охлаждения

Расчет аппаратов воздушного охлаждения заключается в последовательном выполнении следующих операций:

  • определение охлаждающей поверхности, которая обеспечит отвод необходимого количества тепла;
  • выбор типового аппарата, в большей мере подходящего для эксплуатационных условий и производимого машиностроительной промышленностью;
  • расчёт потребного расхода электроэнергии на привод вентиляторов, которые нагнетают воздух вдоль поверхности оребрённых труб аппаратов.

Расчет потребной поверхности охлаждения производится по уравнению теплопередачи:

Формула поверхности теплообмена аппаратов воздушного охлаждения
 (1)
где Q  -  количество тепла, отводимого от конденсирующейся или охлаждающейся среды;
К  -  коэффициент теплопередачи;
Δtср  -  средний температурный напор.

Из-за того, что в аппаратах воздушного охлаждения применяются оребренные труб, охлаждающая поверхность обычно определяется по полной внешней оребренной поверхности (хотя данная величина может быть измерена и по гладкой поверхности (внутренней или наружной) теплообменной трубы, которая отнесена к диаметру трубы у основания ребер).

Значение коэффициента теплопередачи будет отличаться исходя из того, какой из параметров охлаждающей поверхности принят. Коэффициент теплопередачи, отнесенный к поверхности оребренной трубы, определяется из уравнения:

Коэффициент теплопередачи, отнесенный к поверхности оребренной трубы аппаратов воздушного охлаждения
 (2)
где αвн  -  коэффициент теплоотдачи со стороны продукта внутри трубы, Вт/(м2·К);
Fп  -  полная поверхность оребренной трубы, м2;
Fвн  -  поверхность трубы внешняя (по диаметру трубы у основания ребер), м2;
rэ  -  эквивалентное тепловое сопротивление металла стенок труб и контактной поверхности (в биметаллических трубах), м2·К/Вт;
Fср  -  поверхность трубы по среднему диаметру, м2;
αн  -  коэффициент теплоотдачи со стороны атмосферы, отнесенный к полной поверхности оребренной трубы, Вт/(м2·К);
rз.вн  -  тепловое сопротивление загрязнений со стороны среды, м2·К/Вт;
rз.н  -  тепловое сопротивление загрязнений со стороны атмосферы, м2·К/Вт.

По данным обследования ряда эксплуатируемых аппаратов воздушного охлаждения, коэффициент теплопередачи Кн.п = 17÷70 Вт/(м2·К).

В стандартах на аппараты воздушного охлаждения принято называть:

  • коэффициентом увеличения поверхности отношение:
    Коэффициент увеличения поверхности аппаратов воздушного охлаждения
    		 (3)
  • коэффициентом оребрения отношение:
    Коэффициент оребрения аппаратов воздушного охлаждения
    		 (4)
где Fн  -  поверхность труб по внешнему диаметру основания ребер.

Тепловое сопротивление загрязнений со стороны атмосферы rз.н = 0.

Для получения коэффициента теплопередачи со воздушной стороны применяются графики, которые позволяют принимать этот коэффициент исходя из значения средней скорости воздухушного потока.

Коэффициент теплопередачи αн.п, который по графикам определяется, учитывает помимо скорости воздуха эквивалентное сопротивление металла трубной стенки и контактной поверхности из биметалла, т.е. при принятых ранее обозначениях получаем:

Коэффициент теплопередачи оребренных труб аппаратов воздушного охлаждения со стороны воздуха
 (5)
где αн.п  -  коэффициент теплоотдачи со воздушной стороны, который учитывает термическое сопротивление металла стенок и контактной поверхности.

С учетом дополнительных данных расчетная формула для коэффициента теплопередачи запишется в виде:

Коэффициент теплопередачи для аппаратов воздушного охлаждения
 (6)

Средний температурный напор определяется по методике для поверхностных теплообменников. Ключевым параметром для расчёта температурного напора является обоснованный выбор начального значения температуры воздуха в наиболее жаркое время для территории, на которой будет использоваться аппарат воздушного охлаждения. Рекомендовано принимать для выполнения расчётов среднюю температуру воздуха при наименьшей достигнутой его влажности в час дня для самого жаркого месяца в году.

Занижение расчетного значения температуры воздуха может стать причиной вынужденного снижения производительности технологических объектов в жаркий период года. С другой стороны избыточное завышение расчетного значения температуры воздуха ощутимо увеличивает капзатраты, особенно тогда, когда по производственным условиям допустимы более низкие значения расчетных температур.

Для эффективной непрерывной работы круглый год желательно выполнять расчет и для холодного времени года, включая наименьшую возможную температуру.

При наличии потребности начальная температура подаваемого вентилятором воздушного потока может быть немного снижена посредством его увлажнения путём распыления воды. По итогам расчета надлежит выявить целесообразность применения конкретного стандартного единичного аппарата или нескольких единиц оборудования, значение поверхности которых определяется скоростью движения воздуха.


Не нашли нужную информацию? Воспользуйтесь поиском по сайту
SOCPUBLIC.COM - заработок в интернете!