Средняя разность температур при пере-
крестном токе меньше, чем при противо-
токе,
но больше, чем при прямотоке. При
расчете At для сложных схем движения
теплоносителей вначале определяют At в
предположении, что теплообменник —
противоточный, а затем вводят поправки,
численное значение которых берут для
каждого конкретного случая из справоч-
ников [15]. При числе перекрестных хо-
дов более трех, например, для широко
распространенных змеевиков теплооб-
менников (рис. 13.8 б) схему движения
можно считать чисто противоточной или
чисто прямоточной.
13.3. УЧЕТ ВОЗМОЖНЫХ ОТКЛОНЕНИЙ
РЕАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ
РАБОТЫ ТЕПЛООБМЕННИКА
ОТ РАСЧЕТНЫХ
Все приведенные выше формулы для
расчета теплового потока Q (или площа-
ди F) в теплообменниках пригодны для
идеальных условий: чистые теплоносите-
ли,
строго одинаковые условия обтека-
ния поверхностей и т. д. В реальных теп-
лообменниках получаются заниженные
значения Q, поэтому приходится вводить
специальные поправки для учета неиде-
альности теплообменника.
Наиболее просто, но и наиболее гру-
бо все отклонения можно учесть одним
коэффициентом использования повер-
хности теплообмена t\f = F/F', где
F
и F' — площади поверхности тепло-
обмена идеального и реального тепло-
обменников соответственно.
Значение r\f зависит от многих фак-
торов. В справочной литературе [15]
можно найти рекомендации по выбору
значения r|f, полученные на основе опы-
та длительной эксплуатации теплообмен-
ников данного типа на различных тепло-
носителях и при различных режимах.
Обычно
T)f
= 0,75-i-0,9. Иными словами,
площадь теплообменника берут на 10—
25 % больше расчетной.
Существуют и более точные методики
расчета [7], в которых вместо r\f вводит-
ся несколько поправок, причем не обяза-
тельно в конечное уравнение (13.3). Так,
при расчете а вводятся: коэффициент
омывания, учитывающий неодинаковые
условия обтекания поверхности потоком
(неравномерное распределение теплоно-
сителя по трубкам, застойные зоны при
сложном течении теплоносителя и т.д.);
коэффициент, учитывающий наличие не-
конденсирующихся газов в паре
(см.
рис. 10.5). При расчете коэффици-
ента теплопередачи зачастую приходится
учитывать загрязнение поверхности теп-
лообмена пылью, золой, накипью. Это
делается путем введения дополнитель-
ных идеальных термических сопротивле-
ний загрязнения (6Д)з.
Однако найти рекомендации по вы-
бору всех этих поправок можно только
для отдельных аппаратов со строго рег-
ламентированными условиями работы,
например, для паровых котлов, конден-
саторов турбин.
При расчете большинства теплооб-
менников можно ограничиться введением
т)/-«0,8 и рекомендовать в процессе эк-
сплуатации периодически очищать труб-
ки теплообменника от загрязнений, что-
бы предотвратить снижение эффективно-
сти его работы. Причем проще очистить
внутреннюю поверхность труб, поэтому
более грязную среду лучше направлять
в трубы, а чистую — в межтрубное про-
странство. Например, в подогревателях
воды: сырую (необработанную) воду на-
правляют в трубы, а пар или конденсат
в межтрубное пространство. Ежегодно,
а иногда и чаще, трубки таких тепло-
обменников очищают от загрязнений из-
нутри либо механически, либо с по-
мощью специальных растворов.
13.4.
ВИДЫ ТЕПЛОВОГО РАСЧЕТА
ТЕПЛООБМЕННИКОВ
При конструктивном расчете
теплообменника известны начальные
и конечные параметры теплоносителей
и необходимо рассчитать поверхность
теплообменника, т. е. фактически скон-
струировать теплообменник. Порядок
выполнения такого расчета:
1.
Из балансового уравнения опреде-
ляют мощность теплового потока Q
2
, ко-
торую должен получить холодный тепло-
носитель от горячего.