Методът на средните температурни разлики като еднопараметрично приближение на SK-метода КЛИМАТИЧЕН СВЕТ № 83
Един от методите, който се използва за изчисляване на топлинните параметри на топлообменниците [1], е методът на средните (средно аритметично или средно логаритмично) температурни разлики, който се основава на израза
Тук K е средният коефициент на топлопреминаване в W/(m 2 × deg), F е площта на топлообменника в m 2, ε е корекцията за схемата за взаимно движение на средата (противопоток, преден поток, напречен ток или тяхната комбинация), Δtc е средната (средна аритметична или логаритмична средна) разлика в температурите на топлопреминаване. Нека се опитаме да анализираме, като използваме примера на водния топлообменник на завесата "Antares" (модел 1203AdWV), до каква степен параметрите на топлинното инженерство, изчислени по метода на средните температурни разлики, могат или не могат да съвпадат с тези, получени експериментално. Като инструмент за разглеждане използваме такава топлотехническа характеристика на топлообменника като параметъра CK [2], който по някакъв начин зависи от водния поток през топлообменника G (въздушният поток през топлообменника ще бъде считани за непроменени).
Параметър CK се дефинира като произведение на водния поток през топлообменника от съотношението на температурните разлики:
където G е дебитът на водата през топлообменника в l/s, Tg и Tx са температурите на водата на входа и изхода на топлообменника, To е температурата на околния въздух.
Като се вземе предвид (2), уравнението на топлинния баланс за вода
може да се напише както следва:
На фиг. 1 са показани стойностите "Ck exp", получени от резултатите от измерванията за топлообменника на завесата "Antares" (модел 1203AdWV), както и неговото сближаване при използване на трите подхода, описани в статия [2]. Експерименталните точки "Ck exp" на разглеждания топлообменник се държат по обичайния начин: в района на средни и високи дебити стойностите на "Ck exp" практически не зависят от водния поток през топлообменника, а при ниски дебити се наблюдава леко увеличение на "Ck exp", тъй като дебитът намалява. Наклонът на нарастване на графиката "Sc exp" при ниски дебити за различни топлообменници може да се различава значително и обикновено се определя от конструктивните характеристики на топлообменника.
Апроксимация на експерименталните точки на стойностите на CK (линия "Sko") под формата на права линия
съответства на еднопараметричен (параметър C) „опростен“ подход и е в добро съгласие с експериментални данни при скорости на потока по-големи от 0,2–0,3 l/s. Приближаването с два параметъра (параметри C = 0,11, α = 0,18), съответстващо на подхода "температура" (крива "Ck t")
Той е в добро съгласие с експерименталните данни дори при скорости на потока по-високи от 0,06 l/s и освен това позволява да се съпостави наклонът на приблизителната крива с наклона на експерименталните точки. Трипараметричният (параметри C = 0,106, m = 0,044, n = 0,037) подход за „консумация“ (крива „Sk r“) дава възможност за приближение с три точки и, в допълнение към наклона на апроксимиращата крива, той позволява да се регулира "вдлъбнатината" и да се премине приблизителната крива в близост до всички експериментални точки, до дебит от 0,03 l/s:
Сега е възможно да се изчисли как аналозите на параметъра Cc, изчислени по метода на средните стойности (средно аритметично, средно логаритмично за предния поток и средно логаритмично за обратен поток), температурните разлики ще се държат спрямо експериментално получените стойности на "Ck exp" по отношение на топлообменника на завесата Antares (модел 1203AdWV).