Skaičiavimas šilumokaičio: pavyzdys. Skaičiavimas ploto, šilumokaičio galia

Apskaičiavimas šilumokaičio dabar trunka mažiau nei penkias minutes. Bet kuri organizacija, kuri gamina ir parduoda tokią įrangą paprastai suteikia kiekvienam savo įdarbinimo programą. Ją galima parsisiųsti nemokamai iš bendrovės interneto svetainėje arba jų technikas ateis į Jūsų biurą ir įdiegti ją nemokamai. Tačiau, kaip tokių skaičiavimų rezultatas yra teisingas, mes galime pasitikėti juo, o ne būti protingas, jei, kovodamas konkurso su konkurentų gamintojas? elektroninis skaičiuotuvas tikrinti reikia žinių ar bent jau šiuolaikinių skaičiavimo metodus šilumokaičių supratimą. Pabandykime išsiaiškinti detales.

Kas yra šilumokaitis

Prieš atliekant šilumokaičio skaičiavimą, prisiminkime, ir kokios tokio prietaiso? Teplomassoobmennyh aparatai (taip pat žinomas kaip šilumokaitis, taip pat žinomas kaip šilumos mainų aparatų arba TOA) - įtaisas šilumai perduoti iš vienos aušinimo skysčio į kitą. Šiame procese skysčio temperatūra pokyčiai taip pat pakeisti savo tankis ir, atitinkamai, masė indeksai medžiagų. Štai kodėl tokie procesai vadinami šilumos ir masės mainų.

tipų šilumos perdavimo

Dabar pakalbėkime apie šilumos perdavimo tipų - yra tik trys. Spinduliuotės - perdavimas šilumos spinduliavimo. Pavyzdžiui, mes galime prisiminti kaitintis paplūdimyje šiltą vasaros dieną. Ir net tie šilumokaičiai gali būti rasti rinkoje (vamzdis oro šildytuvai). Tačiau dažniausiai už namų šildymo, kambarių bute mes pirkti naftą ar elektrinį šildymą. Tai yra kitos šilumos perdavimo tipo pavyzdys - konvekcijos. Konvekcija yra natūralus, priverstinė (ekstraktas, ir langelis turėtų šilumokaičio) arba su mechaninės pavaros (su ventiliatoriumi, pavyzdžiui). Pastarasis tipas yra daug veiksmingesnė.

Tačiau efektyviausias būdas šilumos perdavimo - tai šiluminis laidumas, arba, kaip jis vadinamas, laidumo (laidumo anglų -. "Laidumo). Bet inžinierius, kuris ketina surengti šiluminę dizainas šilumokaičio, visų pirma galvoti apie tai, kaip pasirinkti veiksmingą įrangą į vietos minimumo. Ir tai sugeba pasiekti tai laidumo. To pavyzdys yra efektyviausia iki šiol TOA - plokšteliniai šilumokaičiai. NL TOA pagal apibrėžimą - šilumokaitis, kuris perduoda šilumą iš aušinimo skysčio į kitą per sieną juos atskirti. Didžiausias galimas kontaktai tarp dviejų aplinkų kartu su tiesa pasirinktų medžiagų, ir jų profilio plokštės storis matmenys parinkti siekiant sumažinti aparatūros išsaugant originalius technines charakteristikas, reikalingas procesas.

tipų šilumokaičių

Prieš atlikti šilumokaičio skaičiavimas yra nustatoma pagal jo tipą. Visi TOA galima suskirstyti į dvi pagrindines grupes: atkuriamieji ir regeneracinių šilumokaičiais. Pagrindinis skirtumas tarp jų, ir yra taip: į TOA Przewracający vyksta šilumos mainai, per sieną, skiriančią dvi šilumos terpę, ir liečiasi viena su kita dviejų Regeneratyvinių laikmenų, dažnai, kurias reikia toliau maišymas ir atskyrimą specialiose separatorių. Regeneracija, šilumokaičiai yra padalintas į šilumokaičių ir maišymo antgalis (stovinčio krentančios arba tarpinio). Grubiai tariant, karšto vandens kibirą, supakuoti į šaltas, arba karštas arbatos stiklinė, įdėti atšaldomas šaldytuve (niekada nedaryk!) - tai tokio maišymo TOA pavyzdys. Pilant arbatos lėkšte ir aušinimo jį, kad mes gauti iš Regeneracinis šilumokaitis su antgaliu pavyzdį (lėkšte, šiame pavyzdyje vaidina purkštukų dalis), kuris yra pirmasis susisiekti, su aplinkos oru ir turėjo jo temperatūrą, ir tada parenka iš pilamas šilumos dalį į jį karštos arbatos ieškau tiek žiniasklaidos persvarą iki šilumos pusiausvyros režimu. Tačiau, kaip mes jau rado efektyvesnį šilumos laidumo perduoti šilumą iš vienos terpės į kitą, todėl labiau naudinga kalbant apie šilumos perdavimo (ir plačiai naudojamas) Toa šiandien - žinoma, rekuperaciniais.

Šilumos ir struktūrinė skaičiavimas

Bet kuris iš Regeneracinis šilumokaitis apskaičiavimas gali būti atliktas remiantis nuo šiluminio, hidraulinių ir stiprumo skaičiavimai rezultatus. Jie yra labai svarbūs, būtini naujos įrangos projektavimo ir metodai yra apskaičiavimo vėlesnius modelius to paties tipo prietaisų linija pagrindas. Pagrindinis uždavinys šilumos TOA apskaičiavimo yra nustatyti reikiamą šilumos mainų paviršiaus plotą stabiliam veikimui šilumokaičio ir išlaikant būtinas parametrus žiniasklaidos lizdo. Gana dažnai tokiems skaičiavimams inžinieriai suteiktas savavališkų vertes svorį ir dydį charakteristikų ateityje įranga (medžiagos, skersmens vamzdžiai, plokštės, matmenis, šviesos geometrijos, tipas ir medžiaga pelekų pašalinimo et al.), Tačiau po to, kai šiluma yra paprastai atliekami konstruktyvų skaičiavimo keitiklį. Po to, kai visi, jei pirmas žingsnis inžinierius būtina paviršiaus plotas už tam tikrą skersmens vamzdžio, pavyzdžiui, 60 mm, ir šilumokaičio ilgio taip naudoti kaip apie šešiasdešimt metrų, ji yra logiška manyti, pereinamąjį daugiapakopis šilumokaitį arba į vamzdžių pluošto tipo, arba padidinti vamzdžių skersmuo.

hidraulinis skaičiavimas

Hidrauliniai arba hidro-mechaninių ir aerodinaminė skaičiuotė atliekama siekiant nustatyti ir optimizuoti hidraulinius (aerodinaminį) slėgio nuostolius šilumokaityje ir apskaičiuoti energijos suvartojimą juos įveikti. Skaičiavimas bet kelio, kanalo ar vamzdžio per šildymo terpės plaukimo susiduria žmogaus pirminių užduotį - intensyvinti šilumos mainų procesą vietoje. Tai reiškia, kad vienas vidutinio turi praeiti, o kitas yra gauti kuo daugiau šilumos ne mažesniu intervalu savo kursą. Tai dažnai taikomos papildomos šilumos mainų paviršių, FIN paviršių išsivysčiusiose forma (dėl atskyrimo sienos laminarinio posluoksnio ir padidinti srauto turbulencijos). Optimalus balansas santykis hidraulinėse nuostolis, šilumos mainų paviršiaus, svorio ir dydžio charakteristikas, ir pasitraukusio šilumos gamybos plotai yra bendra šilumos, hidraulinių ir konstruktyvios TOA skaičiavimo rezultatas.

tikrinti skaičiavimas

Patikrinimo šilumokaičio atliekamas tuo atveju, kai tai būtina pakloti elektros rezervą bet šilumos mainų paviršiaus ploto. Iš skirtingų priežasčių ir įvairiose situacijose rezervo paviršiaus, jei to reikalaujama pagal specifikacijų, jeigu gamintojas nusprendžia, kad papildomas marža būtų tiksliai pasakyti, kad šis šilumos bus išleistas režimui, ir iki minimumo sumažinti klaidų skaičiavimuose. Kai kuriais atvejais, užsakyti reikia apvalinti struktūrinius matmenys rezultatus kitose (garintuvai, taupymo sistemų) į pajėgumų skaičiavimo šilumokaičio specialiai pristatė margin paviršių ant kompresoriaus alyva užteršti šios šaldymo kontūre. Taip, ir prasta vandens kokybė turi būti atsižvelgta. Po kurio laiko, siekiant užtikrinti sklandų šilumokaičių, ypač esant aukštai temperatūrai, the Scum nusėda ant šilumos mainų aparatų paviršiaus, sumažinti šilumos perdavimo koeficientą, ir dėl to neišvengiamai į parazitinės šilumos pakilimo sumažinimo. Todėl kompetentinga inžinierius, iš šilumokaičio "vanduo-vanduo" skaičiavimo, skiria ypatingą dėmesį į papildomą rezervą šilumos mainų paviršiaus. Tikrinti skaičiavimą ir išleisti tam, kad pamatyti, kaip pasirinko įranga veiks apie kitus, antrinius režimais. Pavyzdžiui, centrinis oro kondicionavimo (oro tiekimo įrenginiams) šildytuvų pirmojo ir antrojo šildymo naudojami šaltuoju, ir dažnai apima vasarą aušinimo tiekiamo oro padavimo šaltą vandenį į oro šilumokaičio vamzdžio. Kaip jie veikia ir ką duos parametrus siekiant įvertinti span skaičiavimą.

mokslinių tyrimų vertinimai

Tyrimai TOA skaičiavimai atliekami remiantis šiluminio skaičiavimo ir tikrinimo rezultatais. Jie yra būtini, kaip taisyklė, kad naujausius pakeitimus į projektuojamo įtaiso struktūrą. Jie taip pat atliekama siekiant ištaisyti visus lygtys klojamos skaičiavimo modelį įgyvendinama TOA gauta empiriškai (eksperimento duomenis). Atliekant tyrimus apima dešimtis, o kartais ir šimtus skaičiavimais skaičiavimus pagal specialų planą, sukurtos ir įdiegtos gamybos pagal matematinės teorijos dizaino eksperimentams. Pagal rezultatus atskleisti įvairių sąlygų ir fizinių kiekių veiklos rodikliais TOA įtaką.

kiti skaičiavimai

Iš šilumokaičio ploto skaičiavimas, nepamirškite apie medžiagų atsparumą. Stipruminiai skaičiavimai TOA yra patikrinti planuojamo sąlyginio vieneto įtampos, sukimo prisirišimą prie didžiausių leistinų darbo akimirkų išsamiai ir nuo šilumokaičio ateityje mazgų. Su minimaliomis matmenys produkto turėtų būti stiprus, stabilus ir užtikrinti saugų įvairių, net visokeriopas sąlygas.

Dinaminis skaičiavimas atliekamas siekiant nustatyti įvairias charakteristikas šilumokaičiu, susijusią su kintamosiomis režimais.

Tipų šilumokaičio konstrukcijos

Rekuperacinė TOA dizainas gali būti suskirstyti į pakankamai didelį skaičių grupių. Labiausiai žinomas ir plačiai naudojamas - plokštelinis šilumokaitis, oro (pelekais Tube), kriauklių ir vamzdiniai šilumokaičiai "vamzdį vamzdžio", apvalkalo-O-plokštelę, ir kt. Yra labiau specializuoti ir egzotinių rūšių, pvz, spiralės (Sraigė-šilumokaičio) arba grandiklis, kuri dirba su klampių arba neniutoniškų skysčių, ir daug kitų tipų.

Šilumokaitis "mėgintuvėlį į vamzdžio"

Apsvarstykite paprasčiausią skaičiavimą Šilumokaičio "vamzdžio į vamzdžio". Struktūriškai, šis TOA tipas yra maksimaliai supaprastintas. Paleidimo metu vidinis vamzdis aparatą, kuris paprastai karšto šilumos perdavimo skysčio, siekiant sumažinti nuostolius, ir į korpusą arba į išorinio vamzdžio, aušinamojo skysčio aušinimo pusės. Inžinierius užduotis šiuo atveju sumažina į šilumokaičio dėl apskaičiuojamas šilumos mainų paviršiaus ploto ir iš anksto nustatytą skersmens pagrindu ilgio nustatymo.

Verta pridurti, kad termodinamikos pristato idealios šilumokaičiu koncepciją, tai yra begalinės ilgio vienetui, kur aušinimo dirbti prekystalio, ir tarp visiškai sukėlė temperatūrų skirtumo. Dizainas "vamzdis vamzdyje" arčiausiai atitinka šiuos reikalavimus. Ir jei paleisti priešpriešiais šilumos perdavimo skysčių, tai bus vadinamasis "Counter-Real" (o ne kryžminio kaip plokštės TOA). Temperatūros slėgio efektyviausiai užfiksuojamas, kai eismo organizavimą. Tačiau, atlikdami "vamzdis vamzdyje" apskaičiavimą šilumokaičio turėtų būti realūs, o ne pamiršti apie logistikos komponento, taip pat montavimo lengvai. evrofury ilgis - 13,5 m, o ne visi techniniai įrenginiai, pritaikyti slysti ir įrengimas tokio ilgio.

Apvalkalas ir vamzdiniai šilumokaičiai

Todėl, tai yra dalis tokio įrenginio skaičiavimo sklandžiai teka į skaičiavimo korpuso ir vamzdžių šilumokaičio. Šis įrenginys, kuriame vamzdis pluoštas yra vienu atveju (korpuso), plaunamas skirtingų aušinimo skysčių, priklausomai nuo paskirties įranga. Į kondensatorių, pavyzdžiui, paleisti šaldymo striukė, ir vandens - vamzdžio. Su šia eismo metodas aplinkose lengviau ir efektyviau kontroliuoti padalinio veiklą. Į garintuvų, atvirkščiai, šaldymo verdantis vamzdžių ir jie yra plaunamas aušinamas skysčio (vandens, sūrymų, glikolių, ir tt). Todėl, skaičiavimas-vamzdis šilumokaitis yra sumažintas iki minimumo sumažinti įrangos dydį. Žaisti su korpuso skersmens, skersmens ir skaičius ir ilgis vidinio vamzdžiai aparatais inžinieriaus patenka į apskaičiuotą vertę šilumos mainų paviršiaus ploto.

oro šilumokaičiai

Vienas iš dažniausiai pagal toli šilumokaičių - a pelekais vamzdžių šilumokaičiai. Jie vadinami ritės. Kur jie yra ne tik reguliuoti nuo konvektorius (iš anglų kalbos. Fan + ritė, t.y. "ventiliatorius" + "ritė") vidaus blokų SPLIT sistemos milžinišką išmetamųjų dujų rekuperatoriumi (atrankos šilumos iš karšto išmetamose dujose ir perdavimo ji šildymui) katiluose prie kogeneracijos. Štai kodėl ritė šilumokaičio skaičiavimas priklauso nuo programos, jei šiluma eina į operaciją. Pramoniniai oro aušintuvai (VOPy), įtaisyti kamerose smūgiams sušaldytos mėsos, šaldikliuose esant žemai temperatūrai ir kitų objektų maisto šaldymo, reikalauja jų konstrukcijos tam tikras struktūrines ypatybes. Atstumas tarp lamelės (FIN) turėtų būti maksimaliai padidinti nepertraukiamo veikimo tarp atitirpinimo ciklų laiką. Garintuvams už DCS (duomenų centro), priešingai, daro įmanomą daugiau kompaktiškas prispaudimo mezhlamelnye atstumą iki minimumo. Tokie šilumokaičiai yra veikianti "gryno zonoje", apsuptas plono filtravimo (iki HEPA klasės), tačiau, šis skaičiavimas atliekamas vamzdinio šilumokaičio su dėmesio minimumo sumažinti bendrą matmenis.

plokštės šilumokaičiai

Šiuo metu stabili paklausa plokšteliniais šilumokaičiais. Pasak jo konstruktyvaus dizaino, jie yra visiškai užsandarintas ir pusiau suvirinti, ir mednopayanymi nikelpayanymi, Suvirintų ir kietojo litavimo difuzijos metodu (be lydmetalio). Terminis dizainas plokštelinis šilumokaitis yra pakankamai lanksti ir ne itin sunku inžinierius. Atrankos procesas gali žaisti tipo plokštės, gilus kanalai formavimas, FIN tipo, plieno storis, skirtingų medžiagų ir, svarbiausia - daug standartinių dydžių modelių prietaisų, įvairių dydžių. Tokie šilumokaičiai yra mažos ir pločio (garus šildymo vandens) arba aukšto ir siauras (atskyrimo šilumokaičių už oro kondicionavimo sistemų). Jie dažnai naudojami ir vidutinio su fazinio virsmo, ty kondensatoriai, garintuvai, garo aušintuvai, predkondensatorov ir pan., D. Atlikti šiluminę dizainas šilumokaičiu eksploatuojama dvifazio modelio, šiek tiek sunkiau, nei šilumokaičio iš "Skysčio-skysčio", tačiau patyręs inžinierius ši problema yra išsprendžiama ir nėra itin sunku. Siekiant palengvinti šiuos skaičiavimus modernios inžinerinės dizaineriai naudoja kompiuterinę duomenų bazę, kur Jūs galite rasti reikalingą informaciją, įskaitant etapo schema bet bet Streak režimu šaldymo daug, pavyzdžiui, programa CoolPack.

Skaičiavimo pavyzdys šilumokaitis

Pagrindinis tikslas skaičiuoti yra reikalingos šilumos mainų paviršiaus ploto skaičiavimas. Šilumos (šaldymo) galia paprastai nurodyta įgaliojimuose, bet mūsų pavyzdyje mes apskaičiuoti ir jai, nes, tarkim, reikalavimų specifikacijos čekį. Kartais jis taip pat būna, kad pradiniai duomenys gali slinkti klaidą. Vienas iš kompetentingos inžinierius užduotis - ši klaida rasti ir ištaisyti. Kaip, pavyzdžiui, atlikti skaičiavimo plokštelinį šilumokaitį, kad "skysčio - skysčio". Ar tai butu separatorius grandinės (slėgio pertraukiklis) į aukštybinių pastatų. Siekiant padėti spaudimą įrangos, dangoraižių statybos labai dažnai naudojamas šį požiūrį. Ant vienos pusės šilumokaičio turi vandens prie įėjimo Tvh1 = 14 ᵒS ir išeiti Tvyh1 = 9 ᵒS, ir srauto greitis G1 = 14 500 kg / h, ir, kita vertus - yra taip pat vandens, bet čia su tokiais parametrais: Tvh2 = 8 ᵒS, Tvyh2 ᵒS = 12, G2 = 18 125 kg / h.

Būtina galia (Q0) apskaičiuoti šiluminio balanso formulę (žr skaičių, formulė 7.1 ..), kur CP - specifinė šiluminė talpa (lentelė vertės). Paprastumo skaičiavimų Šie vertes atsižvelgiama šiluminė talpa Eot = 4.187 [kJ / kg * ᵒS]. Mes manome, kad:

Q1 = 14 500 * (14-9) * 4,187 = 303557,5 [kJ / h] = W = 84,3 84321,53 kW - ant pirmosios pusės ir

Q2 = 18 125 * (12-8) * 4,187 = 303557,5 [kJ / h] = W = 84,3 84321,53 kW - antrame pusėje.

Dėmesį, kad, atsižvelgiant į (7.1) q0 = Q1 = Q2 formulė,, nepriklausomai nuo to, kurioje pusėje atliktą skaičiavimą.

Be to, į pagrindinį šilumos perdavimo lygtį (7.2), mes rasti reikiamą paviršiaus plotą (7.2.1), kur k - šilumos perdavimo koeficientas (laikoma lygi 6350 [W / ^m2]), ir ΔTsr.log. - vidutinis-temperatūros skirtumas, yra apskaičiuojamas (7.3) formulę:

? T sr.log. = (2-1) / LN (1/2) = 1 / LN2 = 1 / 0,6931 = 1,4428;

F = 84321/6350 * 1,4428 = 9,2 m ^2.

Tuo atveju, kai šilumos perdavimo koeficientas yra nežinomas, skaičiavimas yra šiek tiek daugiau sudėtinga plokštelinis šilumokaitis. Formulė (7.4) yra laikomi Reinoldso skaičius, kur ρ - tankis [kg / ^m3], η - dinaminis klampumas, [n * S / M ^2], prieš - greitis terpės latako [m / s], d cm - Sudrėkinamų angos skersmuo [m].

Iš lentelės mes kreiptis į reikiamą vertę Prandtl [Pr], ir formulę (7.5), mes gauti Nusselt skaičių, kur n = 0,4 - skysto šildymo sąlygas, ir n = 0,3 - aušinimo skysti sąlygomis.

Be to, kurio formulė (7.6) yra apskaičiuojamas šilumos perdavimo koeficientą iš aušinimo skysčio kiekvienos sienos, ir formulė (7,7) yra prielaida, šilumos perdavimo koeficientą, kuris yra pakeistas į formulę (7.2.1) apskaičiuoti šilumos mainų paviršiaus plotą.

Aukščiau pateiktose formulėse, λ - šilumos laidumo koeficientas, ϭ - šilumos perdavimo koeficientą kiekvienos iš šilumos perdavimo sienos - kanalo sienų, alfa 1 ir α2 storis.