Расчет теблообменника, как расчитать теплообменник на холд Опции

[JJJJ]

То seeker Дата Сегодня, 11:18

Спасибо, что напомнили. Данная методика обоснована и наглядно представлена в одной из книг С.Я. Герша (Глубокое охлаждение. Воздухоразделение. ...). К сожелению более точные исходные данные и где найти книги сказать не могу. (Свои-скрали; попытки поиска, не увенчались успехом). А сама методика - архи полезна и в практической деятельности.

В свое время Ефим Яковлевич Соколов решил подобную задачу, это была тема его докторской. Он использовал так называемый "параметр теплообменника" - КF/WC,(если память не изменяет), по его задумке производитель должен испытать теплообменник и в паспорте указать этот параметр, а с его помощью легко выполнять инженерные расчеты, в т.ч. поверочные.

[JJJJ]

То seeker Дата Сегодня, 11:18

Спасибо, что напомнили. Данная методика обоснована и наглядно представлена в одной из книг С.Я. Герша (Глубокое охлаждение. Воздухоразделение. ...). К сожелению более точные исходные данные и где найти книги сказать не могу. (Свои-скрали; попытки поиска, не увенчались успехом). А сама методика - архи полезна и в практической деятельности.

В свое время Ефим Яковлевич Соколов решил подобную задачу, это была тема его докторской. Он использовал так называемый "параметр теплообменника" - КF/WC,(если память не изменяет), по его задумке производитель должен испытать теплообменник и в паспорте указать этот параметр, а с его помощью легко выполнять инженерные расчеты, в т.ч. поверочные.

[WhiteShark]

... "параметр теплообменника" - КF/WC,(если память не изменяет)

Медленно, но верно вспоминаем показатель "число единиц переноса теплоты", коим весь запад уже лет 30 пользуется.

... Уравнения для расчета Q=K*F*dtлог*Fi
К-коэффициент теплопередачи, F - поверхость теплообмена, dTлог - логарифмический перепад температур, fi - поправка на вид относительного движения.
Итак
K, F, Fi - const/ изменяется только dTлог. Чтобы пересчитать dT необходимо располагать расходами и значениями начальной температуры теплоносителей

ув. seeker раскрыл тему сисег "методики" от Ильи М, но...
если начальные значения расходов и температур мы знаем\задаем, то конечные получаются уже "в процессе". В формулу логарифмического температурного напора входит 4 температуры. Значит, 2 из них принимаются волевым решением при использовании предложенной методики. При этом, в чем легко убедиться, количество тепла отданное и воспринятое потоками через теплообменник (Qw=Gw·cp·deltaTw и Qa=Ga·cp·deltaTa) уже будет неравным, хотя мы пока рассматриваем самый простой партизанский случай

Сообщение отредактировал WhiteShark - 8.7.2010, 12:31

[seeker]

методика эффективность - число единиц переноса пользуется не только Западе, МЭИ каф ТМПУ она уже лет 20 используется как учебная программа для расчета авиационных теплообменников. Сссылка на методику - Кейс, Лондон Расчет теплообменников.
Ну а dT лог - более наглядная, понятная, но к сожалению итерационная,

[daddym]

В холодоснабжении нет требования, чтобы обратка была именно 12С, в промежуточных режимах нагрузки при постоянном протоке по системе она повсеместно идёт "недогретой" до +12, и только в пики жары догревается до +12+14, но тогда уже подача становится не +7, а +10

Вообщето чиллеры имеют достаточно жесткие ограничения по дельте и их выполнение требует учета в схеме дополнительных элементав компенсации оной. Размер баков, обязательный вторичный контур.
И еще одна неочевидная засада - чтобы снизить дельту увеличивается расход - а он у любого теплообменника ограничен сверху.

[seeker]

Забыл добавить, но конечно dT лог - замкнутая задача, три неизвестных - Q2, две температуры теплоносителя на выходе но и уравнений три
Q1/Q2=
Q2=G cp.... по одному теплоносителю
Q2=G cp .... по второму.
Но решение итерационное.

[vadim999]

То JJJJ Дата Сегодня, 13:04

ОК.

Если WC - поризведение расхода на теплоемкость рабочего тела, то весь комплес будет равен (dTраб / dTлог.).

Ну что ж, это можно "с удовольствием съесть", например при "перекрестном допросе", вместе с увеличением гидросопротивления, теплообменника на предмет его засоряемости. Исходную имфу по коплексу можно снять с чисто-новеникого аппарата или "выдавить" из монтажки-наладки.

ЗЫ. А где "наш гл. партизан". Кто увидит, передайте, шоб не обижался за "не полуцца". Эт хоть и моя "кочка зрения", но мож быть и ошибочная.

Сообщение отредактировал vadim999 - 8.7.2010, 13:03

[WhiteShark]

Но решение итерационное.

оффтопом, но... выражения для эффективности уже есть аналитические, так что итерации в прошлом (по крайней мере для перекрестного и противотока)

Так по сути вы признаёте, что методика косячна?

[JJJJ]

методика эффективность - число единиц переноса пользуется не только Западе, МЭИ каф ТМПУ она уже лет 20 используется как учебная программа для расчета авиационных теплообменников. Сссылка на методику - Кейс, Лондон Расчет теплообменников.
Ну а dT лог - более наглядная, понятная, но к сожалению итерационная,

Можно даже уточнить. Соколов Е.Я. - зав кафедры ПТКС МЭИ и методике его более 30 лет. По крайней мере в 1978г. я делал лабораторную работу иллюстрирующую эту методу.

[seeker]

Конечно dT лог - не косячна, т.к. окончательные результаты по этим двум методикам будут одинаковы. Скорее я бы говрил об удобстве применения. Просто dT лог - итерационная и не требует дополнительной информации (ничего искать не надо), а E-N - прямая, но нужна информация по эффективности теплообменника ( нужно искать). Т.е. каждый сам для себя решает, что использовать. Кстати а как не зная расхода теплоносителей Вы определили число единиц переноса и подсчитали Q?
то JJJJ - мы с Вами кончали один и тот же факультет МЭИ. Соколов Е.Я. получил государственную премию за однотрубную систему отопления. И ввел понятие эксергетического к.п.д.

[WhiteShark]

Да не методика среднелогарифмического напора, а "методика масштабирования" от Ильи М. В ней при расчете нового напора температуры на выходе из ТО воздуха и воды задаются вручную! А должны считаться исходя из теплового баланса.
А расходы были посчитаны из первого поста и дальнейшее обсуждение велось в пред(по)ложении того, что они остаются прежними. Расход воды при ее температурах на подаче и обратке 90\70 и известной мощности калорифера 128 кВт вы и сами можете найти. Ну и соответственно расход воздуха легко находится аналогично и равен 9000 м3\ч. Пусть автор поправит, если не так

[JJJJ]

Конечно dT лог - не косячна, т.к. окончательные результаты по этим двум методикам будут одинаковы. Скорее я бы говрил об удобстве применения. Просто dT лог - итерационная и не требует дополнительной информации (ничего искать не надо), а E-N - прямая, но нужна информация по эффективности теплообменника ( нужно искать). Т.е. каждый сам для себя решает, что использовать. Кстати а как не зная расхода теплоносителей Вы определили число единиц переноса и подсчитали Q?
то JJJJ - мы с Вами кончали один и тот же факультет МЭИ. Соколов Е.Я. получил государственную премию за однотрубную систему отопления. И ввел понятие эксергетического к.п.д.

Я в сущности догадался. Одинаковый подход к проблеме . В каком году выпустились?

[seeker]

1979

[JJJJ]

1979

Я в 1980, возможно есть общие знакомые.
У нас учился Слава Масленников, а брат его - Игорь на вашем потоке.

[seeker]

Расход по воде так подсчитать можно, но расход по воздуху ( он же влажный) не совсем корректно, а без расхода воздуха нельзя подсчитать Wmin.
Конечно нам все это понятно и просто (нас этому учили), главное чтобы была польза для задавшего вопрос.
JJJJ . Самое главное - практически одни и те же преподаватели и школа.
С уважением

[vadim999]

Забыл добавить, но конечно dT лог - замкнутая задача, три неизвестных - Q2, две температуры теплоносителя на выходе но и уравнений три
Q1/Q2=
Q2=G cp.... по одному теплоносителю
Q2=G cp .... по второму.
Но решение итерационное.

Не, итерация не покатит. Нету "точки пересечения" (мат) процесса теплообмена. Любое. наперед заданное малое приближение в итерации не вытащит Вашу точку пересечения из виртуальности. Поскольку, как мне сдается, два уравнения из 3- х -зависимы.

[seeker]

Это три независимых уравнения. Уравнение передачи тепла от одного теплоносителя к другому, и два уравнения сохранения количества тепла отдельно по каждому теплоносителю.

[vadim999]

Это три независимых уравнения. Уравнение передачи тепла от одного теплоносителя к другому, и два уравнения сохранения количества тепла отдельно по каждому теплоносителю.

Как-то, не понятно, терминологически. Ну, да ладно, мож наши "одноклассники" по позжее разжуют.

А дальше-то что. Допустим, "худо. бедно" пересчитали калорифер под "новую" воду (со всеми заморочками расчетов). Споектировали поддоны и сифоны, прикинули трассу слива конденсата. А что делать с обвязкой теплоснабжения калорифера под "новую" воду. Да и с контроллером приточки, как-то поиграться надо (наверное). А уж, если про обвязку и контроллер, так придется вводить новую опцию - автоматического перехода "подогрев / охлаждение" (и наоборот) приточного воздуха. Особенно в весенне-осенний периоды, когда подобная процедура происходи по нескольку раз на дню.

[JJJJ]

Как-то, не понятно, терминологически. Ну, да ладно, мож наши "одноклассники" по позжее разжуют.

А дальше-то что. Допустим, "худо. бедно" пересчитали калорифер под "новую" воду (со всеми заморочками расчетов). Споектировали поддоны и сифоны, прикинули трассу слива конденсата. А что делать с обвязкой теплоснабжения калорифера под "новую" воду. Да и с контроллером приточки, как-то поиграться надо (наверное). А уж, если про обвязку и контроллер, так придется вводить новую опцию - автоматического перехода "подогрев / охлаждение" (и наоборот) приточного воздуха. Особенно в весенне-осенний периоды, когда подобная процедура происходи по нескольку раз на дню.

Вадим, да вопрос автора не имеет практического решения, хотя бы потому что поверхности воздухоохладителей как правило в несколько раз больше калориферов, меня он заинтересовал только в плане теории, прежде всего уверенные ответы и даже расчеты желающих помочь.

[Гость_Нави_*]

Попробуйте может поможет онлайн калькулятор для расчета Разгрузки Промежуточного теплообменника http://allcalc.ru/node/401

[Kult_Ra]

Вадим, да вопрос автора не имеет практического решения, хотя бы потому что поверхности воздухоохладителей как правило в несколько раз больше калориферов, меня он заинтересовал только в плане теории, прежде всего уверенные ответы и даже расчеты желающих помочь.

ТС не сказал самого нужного, потому и решения на основе им изложенного нет.

• Что за установка: модель калорифера, сколько штук?
• Выяснить ж.с. одного изделия, площадь трубок (ж.с) по воде, паспортную (установочную) поверхность
• Как установлены - какой образуют ж.с. по воздуху?

Мощность 128 кВт маловато дает информации - Твх воздуха -22°С, а до какой температуры грели? Это мог быть и один типа Кск-2 №11, ВНВ-113 № 11 и множество иных вариантов. Выяснить что за зверь и если нет данных (вдруг залётный из-за бугра) найти примерный аналог и этого будет достаточно для "прикидки".

Зная все это, уже совсем не сложно прикинуть, что их неё можно "выжать" по холоду. Но опять же, нужны примерные пожелания - сколько воздуха надо бы охладить, от какой температуры и до какой. И во сколько денежек обойдётся такой 1 кВт холода и прикинуть (расход энергии на вентилятор, да вдруг на прокачку холодоносителя 7-12). Новых метод не надо, все уже многократно описано в учебниках и пособиях.
Можно, для ускорения, воспользоваться материалами работ Зусманович:
 Калориферы_Расчётные_зависимости.jpg ( 152,96 килобайт ) Кол-во скачиваний: 117

[JJJJ]

Для КСк и ВНВ проблема решаема, см. пост выше, есть экспериментальные расчетные зависимости коэфф. теплопередачи, годится даже ручной счет, а в остальных случаях эта зависимость "зашита" в программе производителей. Поэтому им и пересчитывать. Любопытно что в некоторых программах коэффициент теплопередачи приведен не к квадратному метру поверхности теплообмена а к квадратному метру фронтального сечения одноряднорядного теплообменника(высота ребра и шаг заданы). По такой характеристике легко сравнивать эффективность теплообменников(кВт/кг или кВт/м2).

[vadim999]

Для КСк и ВНВ проблема решаема, см. пост выше, есть экспериментальные расчетные зависимости коэфф. теплопередачи, годится даже ручной счет, а в остальных случаях эта зависимость "зашита" в программе производителей. Поэтому им и пересчитывать. ...

В порядке "реабилитанса" и с учетами Вашего-же предыдущего поста, и раннее заявленной "пленочной конденсации" паров воды из воздуха.

Планируемый малый температурнный напор "воздух/вода" приведет к уменьшению эффективности существующего наружного оребрения (КПД) у калорифера. Это когда температура перефирии единичного ребра будет сравнима с температурой воздуха, его омывающего. Что приведет к уменьшению удельного теплосъема (кВт/кв.м) со стороны воздуха на фоне не изменного гидросопротивления.
Ну, и до кучи. Поскольку для "сухого" теплообмена шаг оребрения делается меньше, чем для случая с "пленочной конденсации", эвакуация конденсата из "межреберного длинного (малоэффективного) пространства", за счет действия сил смачивания, будет более затруднительна, со всеми негативными выводами.

Так, что можно говорить о не возможности применения "масштабирующих" перерасчетов, и использования каких-либо программ расчетов производителей или подбирать "экспериментальные зависимости".
Так, что остается один путь - "тупо" проэспериментировать на отдельной "машине, стоящей на боевом дежурстве". И ... пеосмотреть, что полуцца.

[JJJJ]

В порядке "реабилитанса" и с учетами Вашего-же предыдущего поста, и раннее заявленной "пленочной конденсации" паров воды из воздуха.

Планируемый малый температурнный напор "воздух/вода" приведет к уменьшению эффективности существующего наружного оребрения (КПД) у калорифера. Это когда температура перефирии единичного ребра будет сравнима с температурой воздуха, его омывающего. Что приведет к уменьшению удельного теплосъема (кВт/кв.м) со стороны воздуха на фоне не изменного гидросопротивления.
Ну, и до кучи. Поскольку для "сухого" теплообмена шаг оребрения делается меньше, чем для случая с "пленочной конденсации", эвакуация конденсата из "межреберного длинного (малоэффективного) пространства", за счет действия сил смачивания, будет более затруднительна, со всеми негативными выводами.

Так, что можно говорить о не возможности применения "масштабирующих" перерасчетов, и использования каких-либо программ расчетов производителей или подбирать "экспериментальные зависимости".
Так, что остается один путь - "тупо" проэспериментировать на отдельной "машине, стоящей на боевом дежурстве". И ... пеосмотреть, что полуцца.

И вовсе не так.
Программы производителей учитывают пленку конденсата в расчете коэффициента теплопередачи, а ткже все прочие его параметры влияющие на теплообмен, в т.ч. температурный напор, характеристики ребер и т.д.
А отечественные теплообменники типа КВБ, КВС, КСК, ВНВ можно и в ручную пересчитать, см. пост Kult_Ra. Кстатии коэфф. при произведении массовых скоростей теплоносителей в степенях как раз и предназначен для учета пленки конденсата.

[Гость_Boris Blade_*]

Я в это не слишком верю, что учитывают по матмодели, тем более математики на это дело маловато. Скорее как обычно, теория + практика , после пишем некий результат в программу. Ввиду небольших точностей измерения у потребителя, в принципе сойдет. Тем более мало кто (или никто?) из производителей не хвастается матмоделями (которые тоже еще не совсем истина). )))))))

[Гость_Boris Blade_*]

http://ru.wikipedia.org/wiki/Арнольд,_Владимир_Игоревич
Рекомендую его статьи почитать, на тему мягкого матмоделирования.

Сообщение отредактировал Boris Blade - 12.7.2010, 19:17

[Kult_Ra]

тему мягкого матмоделирования

Старое забытое не хуже нового непознанного!
по проектированию двухступенчатых бескомпрессорных систем кондиционирования воздуха ВСН 30-77.

[JJJJ]

Я в это не слишком верю, что учитывают по матмодели, тем более математики на это дело маловато. Скорее как обычно, теория + практика , после пишем некий результат в программу. Ввиду небольших точностей измерения у потребителя, в принципе сойдет. Тем более мало кто (или никто?) из производителей не хвастается матмоделями (которые тоже еще не совсем истина). )))))))

Все именно так. Вид функции известен: К = произведение массовых скоростей теплоносителей в степенях умноженное на коэфф. учета пленочной конденсации. А степени и коэффициент, для данного теплообменника определены экспериментально. Так вот именно эта информация и скрыта в программах, а без нее не выполнить поверочный расчет.

[WhiteShark]

Граждане, не путайте, пожалуйста, человека своей пленочной конденсацией. Не надо преувеличивать ее влияние на коэффициент теплоотдачи от воздуха к поверхностям тепообменника. Оно рядом не валялось с основной причиной затруднения изменения температуры воздуха в сравнении с процессом нагрева - с потерей энергии на фазовое превращение паров воды в воду.

Если вы хотите тупо посчитать охладитель так же, как нагреватель, в первом приближении используйте условную теплоемкость влажного воздуха вместо обычной. Найти ее легко полагая, что Q=G·c'p·deltat=G·deltah. Откуда с'p = deltah / deltat и в приведенном примере равна приблизительно 1.6 кДж/(кг·­°)

[vadim999]

Граждане, не путайте, пожалуйста, человека своей пленочной конденсацией. Не надо преувеличивать ее влияние на коэффициент теплоотдачи от воздуха к поверхностям тепообменника....(А) Оно рядом не валялось с основной причиной затруднения изменения температуры воздуха в сравнении с процессом нагрева - с потерей энергии на фазовое превращение паров воды в воду. ...(Б)

Если вы хотите тупо посчитать охладитель так же, как нагреватель, в первом приближении используйте условную теплоемкость влажного воздуха вместо обычной. Найти ее легко полагая, что Q=G·c'p·deltat=G·deltah. Откуда с'p = deltah / deltat и в приведенном примере равна приблизительно 1.6 кДж/(кг·­°) ...(В)

Извините, что "поправил" Ваш пост.

(А) Подписуюсь, при условии, что наружное оребрение было выбрано с учетом НАПЕРЕД указанными требованиями. В конкретном случае, получается НАПЕРЕД указанное требование - "сухой" подогрев, резко переходящий в охлаждение с "пленочной конденсацией". (Отмечалось ниже, с ключевым словом "смачиваемость").

(Б) С третьего раза осмыслил фразу после дописания "... с последующим выводов их ("энергии" -->"воды") из обращения, за счет удаления конденсата из камеры охлаждения." Так?
(В1) Присоединяюсь к аплодисментам "отцов-основателей" термодинамики, завсегда, теплоемкость есть производная энтальпии по температуре.
(В2) Важнее. Только,как (для данного случая) определить значение "h" влажного воздуха на выходе. (Тож упоминалось в постах).

[vadim999]

То Boris Blade Дата 12.7.2010, 19:20

ОК, с дополнением. По жизни, только один раз встретился с прогой по подбору теплообменников, у которой в виде вступления были указаны "граничные условия" применимости, онной. И еще, в другой (после ее препарирования) - оказалась аппроксимация табличных данных, изложенных в заводском мануле. Природа, возникновения таблиц - не известна.