Теоретические основы энерго- и ресурсосбережения в химических технологиях

       

элемента отопительного устройства утилизации теплоты


. Рассчитать термическое сопротивление
элемента отопительного устройства утилизации теплоты
 (К/Вт), теплообменника «газ-жидкость»: элемента отопительного устройства утилизации теплоты уходящих газов.
Расчетная схема представлена ниже.
Определить тепловой поток от газа к жидкости:
элемента отопительного устройства утилизации теплоты

Использовать формулу для расчета теплоотдачи от газа:
элемента отопительного устройства утилизации теплоты
.
элемента отопительного устройства утилизации теплоты
 Радиатор охлаждения газа и жидкости . Расчетная схема.
Дано:
  • Характеристики газа.

  • элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     0С температура газа на входе в радиатор;
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     кг/ч  массовый расход газа;
    Основной компонент газовой  смеси – воздух, используем теплофизические параметры воздуха (определяющая температура:
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     0С):
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     мм.рт.ст.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    ;
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     кг/м3
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     м3/с
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    ;
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    ;
  • Характеристики  жидкости.

  • элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     кг/ч  массовый расход жидкости;
    Нагреваемая жидкость – вода, используем теплофизические параметры воды (определяющая температура:
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     0С):
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     кг/м3
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     м3/с
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    ;
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты

  • Характеристики элементов конструкции.

  • Материал ребер Al сплав.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
      - теплопроводность ребра;
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     - высота ребра;
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     - толщина ребра;
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     - межреберный зазор;
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     - толщина основания;
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     - высота ребра;
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     - глубина канала;
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     - ширина канала (канал имеет прямоугольную форму).
    Решение.
    1)Суммарная площадь сечения каналов для прохождения газа.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     - доля зазора.
    Доля живого сечения:
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     м2.
    2)Скорость потока газа.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     м/с.
    3)Эквивалентный гидравлический диаметр газового канала.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     м.
    4)Число Re для газа.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    .
    5)Эквивалентный тепловой диаметр газового канала.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     м.
    6)Фактор формы канала N.
    Течение жидкости не стабилизировано.
    Т.к.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    , то
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    .
    Фактор формы канала N:
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    .
    7)Относительная длина участка стабилизации.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    .
    8)Число Nuc при стабилизированного ламинарном течении. Определяем число Nuc для канала прямоугольной формы.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    .
    9) Средне интегральное число
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    , с учетом того что Xc<1.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    .
    10)Среднее значение коэффициента теплоотдачи от газа к поверхности оребрения.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты

    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    .
    11)Конвективная поверхность ребер.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     м2.
    12)Поверхность основания свободная от ребер.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    ,
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    ,
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    ,
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     м2.
    13)Параметр m.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     (1/ м).
    14)Эффективность ребер.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты

    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     - гиперболический тангенс,
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     - гиперболический синус,
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     - гиперболический косинус,


    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    , т.е.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    ,
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     (1/ м2).
    15)Термическое сопротивление от газа к ребру.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    .
    16)Термическое сопротивление массива снования радиатора.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    .
    17) Площадь сечения канала для прохождения жидкости.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     м2. 
    18)Скорость жидкости.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    .
    19)Эквивалентный гидравлический диаметр жидкостного канала.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    .
    20)Число Re для жидкости.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    .
    21)Число Nu для турбулентного режима.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    .
    22)Эквивалентных тепловой диаметр жидкостного канала.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     м.
    23)Коэффициент теплоотдачи от основания радиатора к воде.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    .
    24)Термическое сопротивление радиатора на участке «основание-жидкость».
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    .
    25)Суммарное термическое сопротивление на участке «газ-жидкость».
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    .

     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
    Формулы для вычисления лучистого теплового потока
    Лучистый теплообмен 2х тел, разделенных лучепрозрачной средой
    Тепловой поток при лучистом теплообмене определяется по формуле
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     [Вт],
    где
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты

         
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     - приведённая степень черноты;
         
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты

         
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     и
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
     - степени черноты поверхностей;
           Н - взаимная поверхность излучения,
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты
    ;
           ? - коэффициент облучаемости.

    Схема
    Рисунок
    Формула
    1. Две параллельные плоскости, размеры которых много больше расстояния между ними.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты

    элемента отопительного устройства утилизации теплоты

    2. Замкнутая система двух тел.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты

    элемента отопительного устройства утилизации теплоты

    элемента отопительного устройства утилизации теплоты

    3. Две бесконечные (L>>a) параллельные пластины одинаковой ширины.
    элемента отопительного устройства утилизации теплоты

    элемента отопительного устройства утилизации теплоты


    табл. 1

    Содержание раздела