О ГИДРАВЛИЧЕСКОМ РАСЧЕТЕ РЕКУПЕРАТИВНОГО ТЕПЛООБМЕННИКА

Цель гидравлического расчета теплообменника состоит в определении затраты механической энергии на перемещение теплносителей в аппарате. Процесс теплообмена, которым сопровождается движение теплоносителей через теплообменник, вносит некоторую особенность в методику расчетной оценки гидравлического сопротивления.

При гидравлическом расчете теплообменника надо учитывать сопротивление трения, местные сопротивления и тепловое сопротивление.

Для несжимаемой жидкости сопротивление трения определяется по известной формуле

, (16.20)

где I и d — длина и диаметр канала; — коэффициент сопротивления трения.

При неизотермическом течении жидкости значение коэффициента зависит не только от числа Re, но и от чисел Gr и Рг. Так, при турбулентном режиме течения

. (16.21)

Местные сопротивления определяются формулой

, (16.22)

в которой коэффициент зависит от вида местного сопротивления (внезапное сужение канала, поворот и т.п.).

При течении сжимаемой жидкости в теплообменнике возникает тепловое сопротивление. Подвод теплоты к газу, движущемуся по каналу постоянного сечения, сопровождается уменьшением его давления, а отвод теплоты, наоборот, — повышением давления. Уменьшение давления газа, обусловленное его подогревом, представляет собой тепловое сопротивление. При охлаждении газа тепловое сопротивление отрицательно, т.е. оно уменьшает общее сопротивление теплообменника. Тепловое сопротивление можно подсчитать как удвоенную разность скоростных напоров в конце и в начале канала:

. (16.23)

Общее сопротивление каждого теплоносителя определяется как сумма всех видов сопротивлений в элементах теплообменника

.

Эта формула приближенная, так как она не учитывает влияния условий движения теплоносителя до поступления в элемент аппарата на сопротивление этого элемента. Поэтому в особо важных случаях сопротивление отдельных трактов теплообменника опреде­ляют путем гидравлического испытания модели аппарата.

Мощность (кВт), необходимая для перемещения каждого теплоносителя в теплообменнике, определяется формулой

, (16.24)

где G и — массовый расход и плотность теплоносителя; — кпд устройства (насоса, вентилятора) для перемещения теплоносителя.