поверхневого теплообмінника

Основні положення зберігаються для теплового розрахунку теплообмінників інших типів і різновидів. Розрізняють конструктивний тепловий розрахунок, мета якого по відомих кількостях передачі теплоти і температурах теплоносіїв на вході в теплообмінник і виході з нього визначити площу поверхні теплопередачі . Розрізняють також перевірочний розрахунок, в якому за відомою величиною площі поверхні теплопередачі визначають кількість теплоти, що передається від гарячого теплоносія до холодного і температури теплоносіїв на вході у теплообмінник і виході.

В основі теплових розрахунків є наступні рівняння.

1. Рівняння теплових балансів теплоносіїв. Кількість теплоти, що віддає в теплообміннику гарячий теплоносій, рівна кількості теплоти, яку отримує в теплообміннику холодний теплоносій:

де масові витрати гарячого і холодного теплоносіїв, кг/с; ентальпії гарячого теплоносія на вході в теплообмінник і виході із нього, Дж/кг; ентальпії холодного теплоносія на виході із теплообмінника і вході в нього, Дж/кг;

Індекс 1 – гарячий теплоносій. Індекс 2 – холодний теплоносій. Показник ‘ – параметри на вході. Показник ” – параметри на виході з теплообмінника.

При відсутності фазових перетворень теплоносіїв попереднє рівняння матиме вигляд:

питомі ізобарні теплоємності гарячого і холодного теплоносіїв при p=const, Дж/(К·кг); температури гарячого теплоносія на вході в теплообмінник і виході із нього; температури холодного теплоносія на виході із теплообмінника і вході в нього.

2. Рівняння теплопередачі, зміст якого полягає в тому, що теплота, яка передається теплопередачею від гарячого до холодного теплоносія в теплообміннику через теплопередачу поверхню, рівна кількості теплоти, що віддає гарячий теплоносій і рівна кількості теплоти, що отримує холодний:

,

де коефіцієнт теплопередачі від гарячого до холодного теплоносія через теплопередаючу поверхню, Вт/(м²·К); площа поверхні теплопередачі, м², шукана величина в тепловому конструктивному розрахунку теплообмінника; середньоарифметичний або середньологарифмічний температурний напір між гарячим і холодним теплоносіями через теплопередаючу поверхню.

Розглянемо дві схеми рухів теплоносіїв через теплообмінник (прямоток, протиток).

Схеми кожухотрубних рекуперативних теплообмінників із різними схемами руху теплоносіїв та зміною температур по довжині апаратів.

Середньологарифмічний температурний напір підраховується з наступного рівняння:

.