Оптимизация процессов теплопередачи

В технических расчетах чаще всего приходится решать проблему двух видов: уменьшение тепловых потерь (теплоизоляция поверхности теплообмена) и увеличение количества передаваемого тепла (интенсификация теплопередачи).

Теплоизоляция: для уменьшения тепловых потерь от трубопровода необходимо при выборе теплоихоляционного материала ичитывать критический диаметр. Если для выбранной изоляции при известном значении к-та теплоотдачи от внешней пов-ти трубы (d2) окажется, что dkp>d2

То применение этого материала в качества тепловой изоляции нецелесообразно. Т.о, для эффективного применения тепловой изоляции необхоимо, чтобы dkp<d2, < (a2d2)/2

Интенсификация- связана с увеличением передаваемого теплового потока. Согласно уравнению теплопередачи Q=kF(tж1-tH2) для увеличения теплового потока необходимо увеличить значение водяного эквивалента пов-ти теплопередачи (kF).

Повыисит значение (kF) можно за счёт увеличения увелич к-та теплопередачи k.

k - можноувеличть за счёт уменьшения термического сопротивления или повышения теплоотдачи.

F – увеличит за счёт оребренияпов-ти теплоотдачи, оребряется та пов-ть которой меньше.

23) Графическое представление температурного поля в теплоносителях и разделяющей стенке.

24) Тепловой баланс теплообменного аппарата с фазовыми переходами:

, где Q – мощность теплообменного аппарата, Вт; G_1,2 – расход горячего и холодного теплоносителей соответственно, кг\с; ∆h – удельное изменение энтальпии греющего и нагреваемого теплоносителей соответственно, Дж\кг.

Для конвективных теплообменных аппаратов (в процессе теплообмена отсутствуют фазовые переходы) в силу того, что имеем:

,

где c_pm1 и c_pm2 – средние теплоемкости горячего и холодного теплоносителей;

W₁=G₁c_pm1 и W₂=G₂c_pm2 – водяные эквиваленты горячего и холодного теплоносителей; ; .

25) Сущность теплотехнических расчётов теплообменных аппаратов 1-го и 2-го рода

При тепловом расчете I рода (конструктивном) заданы температуры теплоносителей на входе и на выходе ТА, водяные эквиваленты теплоносителей , определяются мощность, поверхность теплообмена и тип ТА.

При тепловом расчете II рода (поверочном) заданы входные температуры теплоносителей водяные эквиваленты теплоносителей и теплопередающей поверхности , тип и геометрические размеры ТА, определяются мощность ТА и конечные температуры .