Постановка задачи. Задание для лабораторного практикума: при заданных параметрах горячего и холодного потоков теплообменника по подготовленной программе:

Задание для лабораторного практикума: при заданных параметрах горячего и холодного потоков теплообменника по подготовленной программе:

а) рассчитать его длину, необходимую для эффективного охлаждения при прямотоке и противотоке;

б) построить графики изменения температур горячего и холодного потоков по длине теплообменника.

Рассмотрим математическое описание распространенного в химической технологии теплообменного аппарата «труба в трубе» при следующих допущениях:

· структура потоков соответствует модели «вытеснение-вытеснение»;

· перенос тепла осуществляется в стационарном режиме;

· плотность, теплоемкость, теплопроводность для каждого теплоносителя постоянны;

· теплообмен с внешней средой отсутствует;

· термическое сопротивление стенки пренебрежимо мало.

Принятые допущения существенно упрощают математическое описание, позволяя перейти от уравнений в частных производных к обыкновенным дифференциальным уравнениям с постоянными коэффициентами.

Исходные данные для моделирования:

1) конструкционные параметры и тип теплообменника;

2) тепловая нагрузка на теплообменник (тепло горячего потока)

Q= C_р (Т⁰-Т^к), где -объемная скорость потока (расход);

3) параметры хладоагента.

Математическое описание теплообменника состоит из уравнений теплового баланса по обоим потокам: