Глава III РАЗМЕРИ НА ОБМЕННИКА НА ЛЪЧ И РЕШЕТКА Глава III - Безплатно изтегляне на PDF
Глава III 38
са средният логаритмичен метод на температурната разлика DTLM и методът NUT, наречен БРОЙ НА ТРАНСФЕРНИТЕ ЕДИНИЦИ. [10] III.2.1. Метод за средна логаритмична температурна разлика Еволюцията на температурата на всеки флуид от входящите температури T ce и T fe директно обуславя средната стойност на T. Тя е функция от: o естеството и съответните дебити на двете течности o Относителната посока на потока на двете течности, които могат да протичат или в чист паралелен ток, или в паралелен противоток. в. Съвместно дело: FIg.III.1. Ко-токов обменник Проучването на средната температурна разлика в дадено устройство ще се извърши, като се приеме, че глобалният коефициент на трансфер е постоянен във всички точки, както и специфичните топлини на течностите и че няма топлинни загуби или промяна в температурата фази по време на трансфера. При тези условия изразът на топлинната мощност и на топлинния поток за прехвърляне от горещия флуид към студения флуид през елемента ds ще бъде съответно изразен чрез: [10] ϕ = q TT = q TT dϕ = - q dt = q dt (III.1) (III.2) 40
Или q = q. C: Единичен топлинен поток (с индекс c за гореща течност и f за студена течност) (III.2) dt = и dt = (III.3) dt dt = d (TT) = - + dϕ (III.1) d (t T) = - + kt T ds (III.4) (III.4) = + k ds (III.5) Тъй като k се приема за постоянна от началото на проблема. Тогава интегрирането на (3.5) от S = 0 до S дава: На входа на обменника (x = 0) TT = TTA изходът на обменника (x = s) TT = TT (III.5) = - + ks (III.6) От съотношения (III.1) и (III.6) получаваме: = TTTT (III.7) Накрая получаваме: ϕ = k. S (III.8) Сега топлинната мощност на корпуса и лъчеобменника се характеризира с ϕ = ks T T = = Нека T = (III.9) 41
б. Дело срещу ток: Фиг. III.2. Топлообменник с обратен ток Изменението на температурата T на студения флуид при увеличаване на обменната повърхност на ds става отрицателно. При тези условия се записва съотношението (3.2): [10] Dϕ = q dt = q dt Изчислението и съображенията остават еднакви, както при обменния ток. Човек получава като краен резултат: T = (III.10) Като се опитва да разгледа внимателно тази последна формула, отбелязва, че тя е идентична със случая на съпътстващ обменник. Следователно като цяло средната логаритмична температурна разлика между двата флуида се изразява чрез: T = (III.11) Този последен израз означава, че обменната топлинна мощност е пропорционална на площта на обменната повърхност и на логаритмичната средна разлика в температурата . Коефициентът на пропорционалност е глобалният коефициент на обмен k. От този резултат трябва да се направят три важни забележки: [8] Предишният анализ е направен при следните предположения: специфичната топлина на флуидите остава значително постоянна по време на преминаването им през обменника (практика = изчисляване на специфичната топлина за условия средна стойност на течностите в обменника) 42