Расчет поверхности теплообменника

Как рассчитать площадь теплообменника.

Что бы её определить используется следующая формула расчета теплообменника, т.е. его поверхности:

Q=KFt_ср (Вт)

K – это коэффициент (коэф-т) теплопередачи, t_ср – общая средняя разность температур между близлежащими теплоносителями, а F – площадь теплообмена в метрах квадратных.

Данное уравнение рассчитывает площадь пов-ти, которая непосредственно принимает участие в передаче тепла от горячей поверхности к холодной. Теплоотдачу от источника тепла к стенке так же необходимо учитывать, её теплопроводность и уровень теплоотдачи от неё к холодному теплоносителю.

Во время проведения предварительных/проверочных расчетов для простоты расчетов применяют относительные (не точные) значения коэф-та теплопередачи. В них используются величины конденсации водяного пара – от 4000 до 15 000 Вт/ (м^2К), если вода проходит через трубу, то – от 1200 до 5800 Вт/ (м^2К), для определения теплопередачи пара к воде – K=800-3500 Вт/ (м^2К).

Выполняя расчет поверхности теплообменника для ТЭЦ, этот коэф-т рассчитать проблематично, поэтому определение коэф-та K, для большей точности производится следующим образом:

K=1/ (1/α_1 +δ /λ_ст +1/α_2)

α_ (1,2) — это показатели коэф-та теплоотдачи греющего и греемого теплоносителя Вт/ (м^2*К),δ_ (ст.) — размер толщины стенки трубы в метрах,λ_ (ст.) – коэф-т теплопроводности используемого материала трубы Вт/ (м*К). Помимо всего прочего необходимо учесть показатель термического сопротивления загрязнений (накипи и др.), скапливающихся на пов-ти — R_заг, который рассчитывается следующим образом:

R_заг =δ_1/λ_1 +δ_2/λ_2

δ_ (1,2) — загрязнения (толщина его слоя) изнутри и снаружи трубки в метрах

λ_ (1,2) — коэффициент его теплопроводности, Вт/ (м*К)

Что бы произвести расчет теплообменника, его площади используется формула:

F= Q/ (KΔt_ср)

Как рассчитать или откуда взять показатели Q и K сказано чуть ранее. Показатель разницы температур (t_ср) – рассчитывается при помощи средне — логарифмичной или арифметической формулам. K (коэффициент теплоотдачи) – так же необходимо рассчитывать отдельно по эмпирическим формулам или при помощи числа Нуссельта (Nu), используя уравнения подобия.