Исследование теплообмена в пластинчатых теплообменниках систем теплоснабжения и разработка методики их теплового расчета

• Автор: Загребина, Ольга Валерьевна
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Череповец
• Количество страниц: 158 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2. ПОЛУЧЕНИЕ КРИТЕРИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ ДЛЯ

РАСЧЕТА ПЛАСТИНЧАТЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ НА ОСНОВЕ ЧИСЛЕННОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Общие положения

2.2. Обработка результатов численного эксперимента

2.3. Обобщенный показатель эффективности пластинчатых

теплообменников

2.4. Выводы по главе 2

3. РАСЧЕТ ПЛАСТИНЧАТЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ С

ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНЖЕНЕРНЫХ ФОРМУЛ
3.1. Вывод инженерных формул
3.2. Вывод инженерной формулы для расчета потерь давления
в патрубках пластинчатых теплообменников
3.3. Методика расчета пластинчатых теплообменников
3.4. Алгоритм расчета подогревателей горячего водоснабжения
для разработки компьютерной программы
3.5. Выводы по главе 3
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ
ПУНКТОВ
4.1. Общие положения
4.2. Определение капитальных вложений и эксплуатационных
расходов
4.3. Моделирование тепловых пунктов с помощью метода численных экспериментов
4.4. Статистическая обработка уравнений регрессии
4.5. Алгоритм оптимизации тепловых пунктов для разработки
компьютерной программы
4.6. Построение уравнений регрессии
4.7. Выводы по главе 4 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


M. При рабочей температуре tp. M до 0°С используется термостойкая резина марки EPDM, при tp. M до 0°С - резина марки NBR []. Рис. Паяный неразборный пластинчатый теплообменник состоит из набора гофрированных пластин толщиной 0,3. Пластины соединены в единый блок способом пайки в вакуумной печи. Неразборные теплообменники выполнены в виде одного пакета (одноходовые). Гофрированная поверхность пластин обеспечивает высокую степень турбулентности потоков и жесткость конструкции теплообменника. Патрубки в зависимости от компоновки оборудования могут располагаться как на передней, так и на задней торцевой плите. В пластинчатом теплообменнике каждая пластина омывается с одной стороны греющей средой, а с другой - нагреваемой (рис. Подвод теплоносителя осуществляется через патрубки, расположенные на опорной и прижимной плитах. Элементом тракта движения жидкости в теплообменнике является пространство между двумя соседними пластинами, называемое каналом. Вода, входящая в аппарат, попадает в каналы через продольные коллекторы, образованные угловыми отверстиями пластин и кольцевыми резиновыми прокладками, окружающими эти отверстия. Різ коллектора рабочая жидкость распределяется по нескольким параллельным каналам. Понятие пакет в пластинчатом теплообменнике соответствует понятию хода в кожухотрубном теплообменнике. Рис. Если число пакетов (ходов) для обеих жидкостей одинаково, то такая компоновка называется симметричной. При этом ток воды относительно друг друга может быть прямоточным или противоточным. Пластины в теплообменнике гофрированы и могут иметь различный рисунок: под тупым 0° (тип “Н”) или острым ° (тип “Ь”) углом. В зависимости от величины угла пластины называются (тип “Н”) высокой эффективности или (тип “Ь”) низкой эффективности. Теплообменник может собираться из пластин одинаковых геометрических размеров, но с разным углом гофр “Н” и “Ь” поочередно, через одну. При этом из двух соседних пластин “Н” и образуются каналы средней эффективности “МН” и “МЬ’ Таким образом, из пластин можно формировать теплообменники трех типов каналов: высокой "Н", средней "М” и низкой "Ь" эффективности. Дело в том, что около % стоимости разборного теплообменника при среднем количестве пластин составляет стоимость рамы, штанг и стяжных болтов, которая практически не зависит от числа пластин в аппарате, т. Отсюда следует, что, чем больше пластин в теплообменнике, тем ниже его удельная стоимость на 1 м2 поверхности теплопередачи Р, в то время как удельная стоимость секционных теплообменников прямо пропорциональна поверхности нагрева (рис. Рис. С в подогревателях горячего водоснабжения и до . Для расчета и подбора рассматриваемых в работе пластинчатых теплообменников используется программный комплекс Cas0. Программа написана в формате WINDOWS и имеет две основные функции: выполнение расчета теплообменника и подготовка предложения заказчику. Для подбора водоподогревателя по программе Cas0 в качестве исходных данных в общем случае должны быть введены марка теплообменника, вид каналов (Н, L, М), тепловая мощность (Q), расходы греющего (Gj) и нагреваемого (G2) теплоносителей, начальные (tj’, t2*) и конечные (ti”, t2”) температуры воды, а также располагаемые перепады давлений (Др]Р, Др2р). В результате работы программы выводится количество пластин N, поверхность теплопередачи F, толщина стенки 5СГ пластины, число пакетов (ходов) X в теплообменнике, число каналов в пакете по ходу греющей (пц) и нагреваемой (m2) воды, скорости воды в патрубках wn и каналах wK, значения критериев Рейнольдса в каналах Rei, Re2, коэффициенты теплоотдачи oti, (Х2, коэффициент теплопередачи к, фактические потери давления в патрубках Др„1, Др„2, в теплообменнике Дрь Дрг и каналах Дрк= Др - Дрп. Критериальные уравнения и формулы для определения коэффициентов теплоотдачи а и потерь давления Др, которые используются в программе Cas0, в открытой печати не опубликованы. Между тем, при отсутствии формул для определения а и Др невозможно решение ряда актуальных инженерных и технико-экономических задач.