Cyfrifo y cyfnewidydd gwres: yr enghraifft. Cyfrifo yr ardal, grym y cyfnewidydd gwres

Cyfrifo y cyfnewidydd gwres yn awr yn cymryd llai na phum munud. Mae unrhyw sefydliad sy'n cynhyrchu ac yn gwerthu offer o'r fath fel arfer yn rhoi eu rhaglen recriwtio ei hun bawb. Gellir ei lawrlwytho yn rhad ac am ddim o wefan y cwmni neu bydd eu technegydd yn dod i'ch swyddfa a gosod am ddim. Fodd bynnag, o ganlyniad i gyfrifiadau o'r fath yn gywir, gallwn ymddiried ynddo a pheidio â bod yn glyfar os yw'r gwneuthurwr drwy ymladd yn y tendr â'i gystadleuwyr? Gwirio cyfrifiannell electronig yn gofyn am wybodaeth neu o leiaf y dealltwriaeth o ddulliau modern o gyfrifo cyfnewidwyr gwres. Gadewch i ni geisio datrys y manylion.

Beth yw gyfnewidydd gwres

Cyn perfformio y cyfrifiad y cyfnewidydd gwres, gadewch i ni gofio, a pha fath o dyfais o'r fath? Teplomassoobmennyh cyfarpar (aka cyfnewidydd gwres, a elwir hefyd yn offer cyfnewid gwres neu TOA) - dyfais ar gyfer trosglwyddo gwres o un oerydd i'r llall. Yn y broses newidiadau tymheredd oerydd yn newid eu dwysedd a, yn unol â hynny, màs mynegeion sylweddau. Dyna pam prosesau o'r fath yn cael eu cyfeirio atynt fel gwres a throsglwyddo màs.

mathau o trosglwyddo gwres

Nawr, gadewch i ni siarad am y mathau o trosglwyddo gwres - dim ond tri. Ymbelydredd - trosglwyddo gwres trwy belydriad. Fel enghraifft, gallwn gofio y torheulo ar y traeth ar ddiwrnod cynnes yr haf. A gall hyd yn oed cyfnewidwyr gwres hyn i'w gweld yn y farchnad (gwresogyddion awyr tiwb). Fodd bynnag, mae'r rhan fwyaf yn aml ar gyfer gwresogi cartrefi, ystafelloedd yn y fflat ydym yn ei brynu olew neu wres trydan. Mae hyn yn enghraifft o fath arall o drosglwyddo gwres - darfudiad. Darfudiad yn naturiol, anwirfoddol (detholiad, ac ym dylai'r blwch cyfnewidydd) neu gyda gyriant mecanyddol (gyda ffan, er enghraifft). Mae'r math olaf yn llawer mwy effeithiol.

Fodd bynnag, y dull mwyaf effeithiol o drosglwyddo gwres - yw'r dargludedd thermol, neu, fel y'i gelwir, dargludiad (dargludiad y Saesneg -. "Dargludedd"). Unrhyw peiriannydd pwy sy'n mynd i ddal y dyluniad thermol y cyfnewidydd gwres, yn gyntaf oll yn meddwl am sut i ddewis offer effeithlon mewn lleiafswm o ofod. Ac mae'n llwyddo i gyflawni hyn yw drwy ddargludiad. Enghraifft o hyn yw'r mwyaf effeithiol o TOA hyd yn hyn - cyfnewidwyr gwres plât. TOA Plât trwy ddiffiniad - gyfnewidydd gwres sy'n trosglwyddo gwres o'r oerydd i'w gilydd drwy wal yn eu gwahanu. Mae'r ardal gyswllt posibl mwyaf rhwng y ddau cyfryngau, ynghyd â deunyddiau a ddewiswyd yn wir, ac yn eu platiau proffil dimensiynau trwch a ddewiswyd i leihau caledwedd tra'n cadw nodweddion technegol gwreiddiol yn ofynnol yn y broses.

mathau o cyfnewidwyr gwres

Cyn i chi wneud y cyfrifiad y cyfnewidydd gwres yn cael eu pennu gan ei fath. Gall pob TOA cael ei rannu yn ddau grŵp o bwys: cyfnewidwyr gwres adferol ac adfywio. Y prif wahaniaeth therebetween fel a ganlyn: yn y cyfnewid gwres adferol TOA yn digwydd drwy'r wal sy'n gwahanu'r gyfrwng dau gwres, ac yn dod i gysylltiad â'i gilydd mewn dau gyfrwng atgynhyrchiol, yn aml yn ei gwneud yn ofynnol cymysgu a gwahanu dilynol mewn gwahanyddion arbennig. cyfnewidwyr gwres atgynhyrchiol cael eu rhannu yn cyfnewidwyr gwres a chymysgu gyda ffroenell (digwyddiad llonydd neu ganolradd). fras, bwced o ddŵr poeth, rhoi i fyny yn yr oerfel, neu wydraid o de poeth, rhowch oeri yn yr oergell (nid byth yn gwneud!) - mae hyn yn enghraifft o gymysgu TOA o'r fath. A arllwys soser te a oeri'r iddo felly rydym yn cael enghraifft o gyfnewidydd gwres adfywiol gyda ffroenell (soser, yn yr enghraifft hon yn chwarae rhan ffroenell), sy'n cael ei gysylltu â gyntaf gyda'r aer amgylchynol ac yn cymryd ei dymheredd, ac yna dewis y rhan o'r gwres arllwys i mewn iddo o de poeth chwilio am ddau cyfryngau yn arwain at y modd cydbwysedd thermol. Fodd bynnag, fel yr ydym eisoes wedi dod o hyd defnydd mwy effeithlon o'r dargludedd thermol trosglwyddo gwres o un cyfrwng i un arall, felly, yn fwy defnyddiol yn nhermau trosglwyddo gwres (a ddefnyddir yn helaeth) TOA heddiw - wrth gwrs, adferol.

cyfrifo thermol a strwythurol

Gall unrhyw cyfrifiad o'r cyfnewidydd gwres adfywiol yn cael eu gwneud ar sail canlyniadau'r cyfrifiadau thermol, hydrolig a chryfder. Maent yn hanfodol, anhepgor ar gyfer dylunio offer newydd a thechnegau yn sail ar gyfer cyfrifo modelau dilynol o'r un math o ddyfeisiau llinell. Y prif dasg y cyfrifiad TOA thermol yw penderfynu ar y gwres ardal cyfnewid arwyneb sy'n ofynnol ar gyfer gweithrediad sefydlog y cyfnewidydd gwres a chynnal y paramedrau gofynnol y cyfryngau. Yn aml iawn mewn cyfrifiadau o'r fath peirianwyr rhoddir gwerthoedd mympwyol o bwysau a maint nodweddion o offer yn y dyfodol (deunydd, tiwbiau diamedr, platiau, dimensiynau, geometreg trawst, math a dynnu esgyll deunydd et al.), Ond ar ôl gwres yn cael ei gynnal yn adeiladol cyfnewidydd cyfrifiad fel arfer. Wedi'r cyfan, os bydd y peiriannydd cam cyntaf yn ystyried arwynebedd angenrheidiol ar gyfer pibell diamedr a roddir, er enghraifft, 60 mm, a hyd y cyfnewidydd gwres a thrwy hynny droi tua chwe deg metr, mae'n rhesymol tybio pontio cyfnewidydd gwres multistage neu i'r math bwndel tiwb, neu i gynyddu diamedr y tiwbiau.

cyfrifo hydrolig

cyfrifiadau hydrolig neu hydro-mecanyddol a erodynamig perfformio er mwyn nodi a gwneud y gorau hydrolig (erodynamig) colli pwysau yn y cyfnewidydd gwres, ac i gyfrifo'r defnydd o ynni i'w goresgyn. Cyfrifo unrhyw lwybr, sianel neu bibell ar gyfer y darn cyfrwng gwresogi wynebu tasg sylfaenol dynol - i ddwysau broses cyfnewid gwres ar y safle. Hynny yw, rhaid i un canolig pasio, a'r llall yw cael cymaint o wres o leiaf gyfwng o'i chwrs. Mae hyn yn aml yn berthnasol wyneb cyfnewid gwres ychwanegol ar ffurf arwynebau asgell ddatblygu (ar gyfer gwahanu o sublayer laminaidd ffin a gwella cynnwrf llif). cydbwysedd perthynas Optimal mewn colledion hydrolig, y meysydd arwyneb gwres cyfnewid, nodweddion pwysau a maint, ac mae'r allbwn gwres a dynnwyd yn ôl yn ganlyniad i'r thermol, hydrolig ac adeiladol cyfrifiad TOA agregau.

cyfrifiad gwirio

Gwirio y cyfnewidydd gwres yn cael ei wneud yn yr achos lle mae angen i osod cronfa pŵer o unrhyw arwynebedd cyfnewid gwres. Mae arwyneb y gronfa wrth gefn am resymau gwahanol ac mewn gwahanol sefyllfaoedd, os gofynnir iddo wneud hynny gan y cylch gorchwyl, os yw'r gwneuthurwr yn penderfynu gwneud elw ychwanegol i fod yn union sicr y bydd gwres hwn yn cael ei ryddhau ar y drefn, ac i leihau camgymeriadau mewn cyfrifiadau. Mewn rhai achosion, mae'n ofynnol i amheuon am talgrynnu canlyniadau dimensiynau strwythurol yn eraill (anweddyddion, economizers) wrth gyfrifo cynhwysedd y cyfnewidydd gwres yn cael ei gyflwyno yn arbennig wyneb ymyl ar yr halogiad olew cywasgwr bresennol yn y gylched rheweiddio. Ie, ac mae'n rhaid i ansawdd dŵr gwael yn cael eu hystyried. Ar ôl ychydig, gweithrediad esmwyth cyfnewidwyr gwres, yn enwedig ar dymheredd uchel, y llysnafedd setlo ar wyneb y cyfarpar cyfnewid gwres, gan leihau'r cyfernod trosglwyddo gwres, ac yn anochel yn arwain at ostyngiad yn takeoff gwres parasitig. Felly beiriannydd cymwys, cyfrifiad o'r cyfnewidydd gwres "dŵr-dŵr", yn rhoi sylw arbennig i'r gronfa wrth gefn ychwanegol o arwyneb cyfnewid gwres. Gwirio cyfrifo a gwariant er mwyn gweld sut y bydd yr offer a ddewiswyd yn gweithio ar ddulliau eraill, uwchradd. Er enghraifft, yn y conditioners canolog aer (gosodiadau awyr-gyflenwad) gwresogyddion ar gyfer gwresogi cyntaf a'r ail a ddefnyddir yn y tymor oer, ac yn aml yn cynnwys yr haf ar gyfer oeri cyflenwad bwydo aer dŵr oer i mewn i'r tiwb cyfnewidydd gwres aer. Sut y byddant yn gweithredu a'r hyn y bydd yn rhoi paramedrau i werthuso'r cyfrifiad span.

amcangyfrifon ymchwil

cyfrifiadau TOA ymchwil a wnaed ar sail canlyniadau'r cyfrifiad thermol a dilysu. Maent yn angenrheidiol, fel rheol, i wneud y diwygiadau diweddaraf i'r strwythur y ddyfais a ddyluniwyd. Maent hefyd yn perfformio i gywiro unrhyw hafaliadau yn cael eu gosod yn y model cyfrifiad ar waith TOA gafwyd empirig (ar gyfer data arbrofol). ymchwil yn Perfformio yn cynnwys cyfrifo degau ac weithiau gannoedd o gyfrifiadau gan gynllun arbennig, datblygu a'u gweithredu yn y cynhyrchiad yn ôl y ddamcaniaeth fathemategol o ddyluniad o arbrofion. Yn ôl y canlyniadau yn datgelu dylanwad gwahanol gyflyrau a meintiau ffisegol ar ddangosyddion perfformiad TOA.

cyfrifiadau eraill

Mae'r cyfrifiad yr ardal cyfnewidydd gwres, peidiwch ag anghofio am y gwrthiant o ddeunyddiau. cyfrifiadau Cryfder TOA cynnwys gwirio'r rhagamcanu unedau ar gyfer foltedd, ymlyniad dirdroadol i'r uchafswm eiliadau gwaith a ganiateir i fanylion ac y nodau o ddyfodol y cyfnewidydd gwres. Gyda dylai dimensiynau lleiaf y cynnyrch fod yn gryf, yn sefydlog ac yn sicrhau gweithrediad diogel mewn gwahanol, hyd yn oed yr amodau mwyaf ymdrechgar.

cyfrifo Dynamic yn perfformio i bennu nodweddion amrywiol o gyfnewidydd gwres ar ddulliau gweithredu amrywiol.

Mathau o ddyluniad gyfnewidydd gwres

Gall TOA adferol mewn dylunio yn cael ei rannu i mewn i nifer ddigon mawr o grwpiau. Y mwyaf adnabyddus a ddefnyddir yn helaeth - gyfnewidydd gwres plât, aer (tiwb Finned), cregyn a gwres tiwb cyfnewidwyr "bibell yn bibell", cragen-and-plât, ac eraill. Mae fwy hynod o fathau arbenigol ac egsotig, e.e. troellog (cochlea-cyfnewidydd) neu'r crafwr, sy'n gweithio gyda hylifau gludiog neu heb Newtonaidd, a llawer o fathau eraill.

Gwres cyfnewidydd "tiwb yn tiwb"

Ystyriwch y cyfrifiad symlaf y gwres gyfnewidydd "tiwb yn tiwb". Yn strwythurol, y math hwn o TOA wedi'i symleiddio maximally. Yn ystod cychwyn y cyfarpar tiwb mewnol, fel arfer poeth hylif trosglwyddo gwres i leihau colledion, ac i mewn i'r tai neu i mewn i'r tiwb allanol, oerydd oeri redeg. Tasg Peiriannydd yn yr achos hwn yn gostwng i benderfynu ar hyd y cyfnewidydd gwres ar sail ardal gyfnewid arwyneb gwres cyfrifo a diamedrau a bennwyd ymlaen llaw.

Mae'n werth ychwanegu bod yn thermodynameg yn cyflwyno'r cysyniad o cyfnewidydd gwres delfrydol, hynny yw uned hyd anfeidrol, lle mae oeryddion yn gweithio mewn cownter, a rhwng gwahaniaeth tymheredd sbarduno llawn. Mae dyluniad "bibell yn bibell" agosaf bodloni'r gofynion hyn. Ac os rhedeg hylifau trosglwyddo gwres countercurrent, bydd yn yr hyn a elwir yn "gwrth-go iawn" (yn hytrach nag traws-fel yn TOA plât). pwysau Tymheredd sbarduno pan fydd sefydliad traffig fwyaf effeithiol. Fodd bynnag, dylai perfformio "bibell yn bibell" cyfrifiad y cyfnewidydd gwres fod yn realistig ac i beidio â anghofio am y gydran logisteg, yn ogystal â rhwyddineb gosod. Hyd evrofury - 13.5 m, ac nid yw pob gyfleusterau technegol haddasu i sglefrio a gosod cyfarpar hyd o'r fath.

Shell a cyfnewidwyr gwres tiwb

Felly, mae'n rhan o gyfrifo dyfais o'r fath yn esmwyth llifo i gyfrifo gragen a tiwb gyfnewidydd gwres. Mae'r cyfarpar, yn yr hwn y bwndel tiwb mewn un achos (casin), golchi gan wahanol oeryddion, yn dibynnu ar yr offer gyrchfan. Yn cynwysorau, er enghraifft, yn rhedeg yn y siaced oerydd, a dŵr - mewn tiwb. Gyda dull hwn o draffig amgylcheddau haws ac yn fwy effeithlon i reoli gweithrediad yr uned. Yn y anweddyddion, i'r gwrthwyneb, yr oerydd yn berwi yn y tiwbiau ac maent yn cael eu golchi gyda hylif oeri (dŵr, brines, glycols, ac ati). Felly, mae'r cyfnewidydd gwres cyfrifiad-tiwb yn cael ei leihau i leihau'r maint offer. Chwarae gyda diamedr y casin, mae'r diamedr a nifer a hyd y peiriannydd offer pibellau mewnol mynd i mewn i'r gwerth gyfrifo o arwynebedd cyfnewid gwres.

cyfnewidwyr gwres aer

Un o'r rhai mwyaf cyffredin o cyfnewidwyr gwres yn hyn - mae finned cyfnewidwyr gwres tiwb. Maent yn elwir coiliau. Lle nad ydynt yn cael eu dim ond haddasu amrywio o fancoils (o'r Saesneg. + Coil Fan, hy, "gefnogwr" + "coil") mewn blociau mewnol systemau i recuperator nwy ffliw enfawr (detholiad o wres rhannu oddi wrth y nwy ffliw poeth a throsglwyddo ar gyfer gwresogi) mewn boeleri yn CHP. Dyna pam y cyfrifiad y cyfnewidydd coil yn dibynnu ar y cais, lle y gwres yn mynd i rym. peiriannau oeri aer Diwydiannol (VOPy) gosod yn y siambrau sioc-rhewi cig, mewn rhewgelloedd ar dymheredd isel a gwrthrychau eraill o'r rheweiddio bwyd, yn gofyn nodweddion strwythurol penodol yn eu dyluniad. Dylai Pellter rhwng lamella (asgell) i'r eithaf i gynyddu'r amser o weithredu parhaus rhwng cylchoedd dadrewi. Vaporizers i gysylltiadau uniongyrchol (canolfan data), ar y groes, yn ei gwneud yn bosibl pellter mezhlamelnye clampio fwy cryno i isafswm. cyfnewidwyr gwres o'r fath yn gweithredu yn y "parth pur", wedi'i amgylchynu gan hidlo dirwy (hyd at radd HEPA), fodd bynnag, y cyfrifiad hwn yn cael ei wneud o cyfnewidydd gwres tiwbaidd gyda phwyslais ar leihau'r dimensiynau cyffredinol.

cyfnewidwyr gwres plât

galw ar hyn o bryd sefydlog ar gyfer cyfnewidwyr gwres plât. Yn ôl ei ddyluniad adeiladol, eu bod yn gwbl gasketed a lled-weldio, ac mednopayanymi nikelpayanymi, weldio a dull trylediad brazed (heb sodr). dylunio thermol y cyfnewidydd gwres plât yn ddigon hyblyg ac nid yn arbennig o anodd i'w peiriannydd. Gall y broses ddewis chwarae platiau math, sianeli dwfn ffurfio, math esgyll, trwch dur, deunyddiau gwahanol ac, yn bwysicaf oll - mae llawer o fodelau maint safonol o ddyfeisiau o wahanol feintiau. cyfnewidwyr gwres o'r fath yn isel a llydan (ar gyfer y gwresogi stêm o ddŵr) neu (cyfnewidwyr gwres gwahanu ar gyfer systemau tymheru aer) o uchder ac yn gul. Maent yn cael eu defnyddio'n aml, ac yn gyfrwng gyda cyfnod pontio, hy fel cyddwysyddion, anweddyddion, oeryddion stêm, predkondensatorov ac yn y blaen. D. Perfformio dylunio thermol cyfnewidydd gwres gweithredu ar batrwm biphasic, ychydig yn galetach na'r cyfnewidydd gwres y "hylif-hylif", ond ar gyfer peiriannydd profiadol y broblem hon yn solvable ac nid yn arbennig o anodd. Hwyluso cyfrifiadau hyn dylunwyr peirianneg modern yn defnyddio cronfa ddata gyfrifiadurol, lle y gallwch ddod o hyd i lawer o wybodaeth angenrheidiol, gan gynnwys y diagram cam unrhyw oerydd mewn unrhyw fodd streak, er enghraifft, rhaglen CoolPack.

Cyfrifo Enghraifft cyfnewidydd

Prif ddiben y cyfrifiad yn gyfrifiad o arwynebedd cyfnewid gwres angenrheidiol. Gwres (rheweiddio) pŵer wedi ei bennu fel arfer yn y cylch gorchwyl, ond yn ein enghraifft, byddwn yn cyfrifo a hi, ar gyfer, dyweder, gwiriad o'r fanyleb gofynion. Weithiau mae hefyd yn digwydd y gall y data gwreiddiol creep camgymeriadau. Un o dasgau o peiriannydd cymwys - gwall hwn i ddod o hyd a atgyweiria. Fel enghraifft, yn perfformio cyfrifiad gyfnewidydd gwres plât y "hylif - hylif". Gadewch i fod yn cylched gwahanydd (torrwr pwysau) mewn adeilad uchel. Er mwyn lleddfu'r pwysau ar y cyfarpar, y skyscrapers adeiladu a ddefnyddir dull hwn yn aml iawn. Ar un ochr i'r cyfnewidydd gwres wedi dŵr yn y fynedfa Tvh1 = 14 ᵒS a gadael Tvyh1 = 9 ᵒS, a G1 gyfradd llif = 14 500 kg / h, ac ar y llaw arall - mae hefyd yn dŵr, ond yma gyda'r paramedrau canlynol: Tvh2 = 8 ᵒS, Tvyh2 ᵒS = 12, G2 = 18 125 kg / h.

pŵer angenrheidiol (Q0) cyfrifo'r fformiwla cydbwysedd thermol (gweler y ffigur uchod, y fformiwla 7.1 ..), Lle Cp - cynhwysedd thermol penodol (gwerth tabl). Er hwylustod o gyfrifiadau Mae'r gwerthoedd hyn yn cymryd y gallu gwres EOT = 4.187 [kJ / kg * ᵒS]. Rydym yn ystyried:

C1 = 14 500 * (14 - 9) * 4.187 = 303557.5 [kJ / h] = W = 84.3 84,321.53 kW - ar yr ochr cyntaf ac

Ch2 = 18 125 * (12 - 8) * 4.187 = 303557.5 [kJ / h] = W = 84.3 84,321.53 kW - ar yr ail ochr.

Sylwch fod, yn ôl fformiwla (7.1), Q0 = Q1 = C2, waeth pa ochr o'r cyfrifiad a wnaed.

Ymhellach, ar y brif hafaliad teploperedachi (7.2), rydym yn dod o hyd i'r ardal angenrheidiol wyneb (7.2.1), lle mae k - cyfernod trosglwyddo gwres (tybir gyfartal i 6350 [W / ^m2]), a ΔTsr.log. - gwahaniaeth cymedrig-tymheredd, yn cael ei gyfrifo drwy fformiwla (7.3):

? T sr.log. = (2 - 1) Y / ln (2/1) = 1 / LN2 = 1 / 0.6931 = 1.4428;

F yn = 84321/6350 * 1.4428 = 9.2 m ^2.

Yn yr achos lle mae'r cyfernod trosglwyddo gwres yn hysbys, mae'r cyfrifiad yn ychydig yn fwy cymhleth gyfnewidydd gwres plât. Fformiwla (7.4) yn cael eu hystyried Rhif Reynolds lle mae ρ - dwysedd [kg / ^m3], η - gludedd deinamig, [N * s / m ^2], v - cyflymder y cyfrwng yn y ddwythell [m / s], d cm - diamedr turio wettable [m].

O'r tabl ceisiwn gwerth gofynnol Prandtl [Pr], a'r fformiwla (7.5), rydym yn cael y rhif Nusselt, lle mae n = 0,4 - amodau gwresogi hylif, ac n = 0,3 - oeri mewn amodau hylif.

Ymhellach, mae'r fformiwla (7.6) yn cael ei gyfrifo cyfernod trosglwyddo gwres o'r oerydd i bob wal, a'r fformiwla (7.7) Tybir cyfernod trosglwyddo gwres, a rhodder yn y fformiwla (7.2.1) i gyfrifo arwynebedd cyfnewid arwyneb gwres.

Yn y fformiwlâu uchod, λ - thermol cyfernod dargludiad, ϭ - trwch y wal sianel, α1 a α2 - trosglwyddo gwres cyfernodau o bob un o'r wal trosglwyddo gwres.