열교환 기의 계산 : 예. 면적 계산, 열교환 기의 능력

열교환 기의 계산은 이제 5 분 미만 소요됩니다. 일반적으로 장비를 생산 및 판매하는 모든 조직은 모든 사람에게 자신의 채용 프로그램을 제공합니다. 그것은 회사의 웹 사이트에서 무료로 다운로드 할 수 있습니다 또는 기술자가 사무실에 와서 무료로 설치합니다. 이러한 계산의 결과가 정확하지만, 우리는 영리되고 그를 신뢰 할 수없는 경우 경쟁 업체와 입찰에서 싸우는하여 제조업체? 전자 계산기를 확인하는 것은 지식이나 열교환 기의 계산의 현대 방법 중 적어도 이해를 필요로한다. 의는 세부 사항을 제압 해보자.

열 교환기는 무엇인가

열교환 기의 계산을 수행하기 전에, 우리가 기억합시다, 그리고 이러한 장치의 종류? Teplomassoobmennyh 장치 (일명 열교환라고도 열교환 장치를 다른 하나의 냉매로부터 열을 전달하기위한 장치 - 또는 TOA). 이 과정에서 냉매의 온도 변화에 따라서도, 질량이 물질와 indices 그들의 밀도를 변경. 이러한 공정은 열 및 물질 전달로 지칭되는 이유이다.

열 전달의 유형

이제이 이야기하자 열 전달 유형 - 오직 세 가지가 있습니다. 방사선 - 복사에 의한 열 전달. 예를 들어, 우리는 따뜻한 여름 날 해변에서 일광욕을 불러올 수 있습니다. 심지어 이러한 열교환 기 시장 (튜브 에어 히터)에서 찾을 수 있습니다. 그러나, 대부분 가정 난방, 아파트의 객실은 우리가 기름이나 전기 난방을 구입할 수 있습니다. 대류 -이 열 전달의 또 다른 유형의 예입니다. 자연 대류는 불수의 (추출하고 상자에 기한다) 또는 (예를 들어, 팬) 기계적 구동으로한다. 후자의 유형은 훨씬 더 효과적입니다.

그러나, 열 전달의 효과적인 방법 -이 도통 (. - "전도도"영어 도통)라고 같이, 열전도율, 또는. 열교환 기의 열 설계를 개최 할 예정되는 모든 엔지니어는, 우선은 최소한의 공간에 효율적인 장비를 선택하는 방법에 대해 생각합니다. 그리고 이것이 전도입니다 달성하기 위해 관리합니다. 이 예는 날짜 TOA에 가장 효과적이다 - 판형 열교환. 정의에 의해 판금 TOA - 그들을 분리시키는 벽을 통해 또 하나의 냉매로부터 열을 전달하는 열 교환기. 두 함께 진정한 선택된 재료 매체 및 프로필 판 과정에서 필요한 일본어 기술적 특성을 유지하면서 하드웨어를 최소화하기 위해 선택된 두께 치수 사이의 최대 가능한 접촉 면적.

열교환 기의 형식

당신은 열교환 기의 계산을 수행하기 전에 해당 유형에 따라 결정됩니다. 회복력과 재생 열교환 기 : 모든 TOA는 크게 두 그룹으로 나눌 수 있습니다. 다음과 같은 주요 차이점 사이은 : TOA 축열식 열교환 종종 특별한 구분 후속 혼합 및 분리를 요구하는, 두 열교환 매체를 분리하는 벽을 통해 발생하고, 두 재생 매체에서 서로 접촉한다. 축열식 열교환 기 열교환으로 분할하고, 노즐 (고정 입사 또는 중간)와 혼합된다. 대략 말하기, 추위에 넣어 뜨거운 물 양동이, 또는 뜨거운 차 한 잔, 냉장고 (수행하지 않는 절대!)에서 냉각 넣어 -이 같은 혼합 TOA의 예입니다. A는 티 접시에 붓고 우리는 노즐 회생 열교환 기의 일례 얻을 수 있도록 그것을 냉각 제 주위 공기와 접촉하고 온도를 취한다 (접시,이 예에서 상기 노즐의 역할을한다)하고 뜨거운 차 그것을 붓고의 가열 부분을 선택 열 평형 모드로 모두 미디어 리드를 추구. 우리는 이미 열 전달의 측면에서, 또 다른 하나 개의 매체에 따라서 더 유용하게 열을 전달하는 열 전도성을보다 효율적으로 사용할 수를 발견하지만, 오늘날 TOA를 (그리고 널리 사용) - 회복력, 물론.

열 및 구조 계산

회생 열교환 상관 계산은 열 유압 강도 계산 결과에 기초하여 이루어질 수있다. 이들은 새로운 장비의 설계에 필수적, 기본적인 장치들 및 기술들은 라인의 동일한 유형의 후속 모델을 산출하기위한 기초가된다. 열 TOA 계산의 주된 임무는 열교환 기의 안정적인 동작을 위해 요구되는 열 교환 표면 영역을 결정하고, 상기 미디어 배출구의 필수 파라미터들을 유지하는 것이다. 종종 이러한 계산 기술자 열은 일반적으로 건설 계산 교환기를 수행하지만 이후 미래 장비 (재질, 직경 튜브, 플레이트, 치수, 빔의 형상, 형태 및 재료 지느러미 채취 등.)의 중량 및 크기 특성의 임의의 값을 나타내었다. 첫 번째 단계 엔지니어는 필요한 표면적은 주어진 파이프 직경을 고려한다면 결국, 예를 들면, 60mm, 상기 열교환 기의 길이, 따라서 육십 미터되어, 그 전이 다단 열교환 가정 또는 튜브 다발 형, 또는 튜브의 직경이 증가하는 논리이다.

유압 계산

유압 또는 수압 기계적 및 공기 역학적 계산을 식별하고 열교환 유압 (공기 역학)의 압력 손실을 최적화하며,이를 극복하기 위해 에너지 소비를 계산하기 위하여 수행 하였다. 열매체 통로에 대한 경로 채널 또는 파이프의 계산은 인간의 기본 작업을 대면 - 사이트에서 열교환 과정을 강화하기. 즉, 하나 개의 매체가 통과해야이고, 다른 하나는 그 과정의 최소 간격으로 많은 열을 얻는 것입니다. 이것은 종종 개발 핀 표면의 형태로 추가의 열 교환 표면을 적용 (경계 층류 계층의 분리 및 유동 난류 향상). 유압 손실 최적의 균형 관계가, 열교환 표면, 중량 및 크기 특성 및 배출 열 출력의 면적은 총 열 유압 건설 TOA 계산의 결과이다.

확인 계산

열교환 기의 검증은 모든 열 교환 표면 영역의 파워 리저브를 마련 할 필요가있는 경우에 행한다. 그래서 기준의 규정에 의해 필요한 경우 다른 이유로 다른 상황에서 예비의 표면은, 경우 제조자는 추가 마진이 열이 정권에 발표되며, 계산의 오류를 최소화 할 수 있는지 정확하게 확인 할 수 있도록 결정한다. 어떤 경우에는, 예약은 다른 (증발기, 이코노마이저) 구조적 측정 결과를 라운딩에 필요한 용량을 계산 특별히 냉동 회로에 존재하는 압축기 오일 오염에 여유면을 도입되는 열교환 기. 예, 가난한 수질이 고려되어야한다. 잠시 후, 특히 고온에서의 열 교환기의 원활한 동작은, 스컴이 열 전달 계수를 감소시키고 피할 기생 열 테이크 오프의 감소로 이어지는, 열교환 장치의 표면에 침전한다. 따라서 유능한 엔지니어, 열교환 기 "물 - 물"의 계산은, 열교환 표면의 추가 적립금에 특별한주의를 지불한다. 계산을 확인 및 선택 장비가 다른 차 모드에서 작동하는 방법을보기 위해 쓴다. 예를 들면, 중앙 공조기 자주 (급기 설비) 추운 계절에 사용되는 제 1 및 제 2 가열 용 히터, 공기 열교환 튜브 내로 공급 공기 급지 냉수를 냉각 여름 포함한다. 그들이 어떻게 작동하고 무엇 스팬 계산을 평가하는 매개 변수를 제공 할 것입니다.

연구 추정

연구 TOA 계산 열 계산 및 검증 결과에 기초하여 실시했다. 그들은 설계된 장치의 구조에 대한 최신 개정을 만들기 위해 원칙적으로 필요하다. 그들은 또한 임의의 방정식 (실험 데이터) TOA가 실험적으로 얻어진 구현 계산 모델에 배치되어 정정 수행. 연구를 수행하면 특별한 계획, 개발의 수학적 이론에 따르면 생산에 구현하여 수십 때로는 계산의 수백의 계산 관련 실험의 디자인. 결과에 따르면, 다른 조건으로 성능 지표 TOA에 물리량의 영향을 보여준다.

다른 계산

열교환 기 영역의 계산은, 재료의 저항에 대해 잊지 마세요. 강도 계산 TOA 전압 투사 부, 구체적으로 최대 허용 작동 순간 열교환 미래의 노드 비틀림 첨부 의하면 포함한다. 제품의 최소 치수 안정성, 강력하고 각종의 안전한 작동, 심지어 가장 심한 상태를 확인해야로.

동적 변수 계산 동작 모드에 열교환 기의 다양한 특성을 결정하기 위해 수행된다.

열교환 기 설계의 종류

디자인 관류 TOA는 그룹의 충분한 크기로 분할 될 수있다. 가장 널리 알려져 있으며 - 플레이트 열교환 기, 공기 (지느러미 튜브), 쉘 및 튜브 열교환 기 "파이프 파이프"쉘과 판, 및 기타. 점성 또는 비 뉴턴 유체, 그리고 많은 다른 종류의 작업을 전문 이국적인 유형, 예를 들면, 나선형 (달팽이관 교환기) 또는 스크레이퍼, 더 높은있다.

열교환 기 "튜브 튜브"

열교환 기 "튜브 튜브"의 간단한 계산을 고려하십시오. 구조적으로, TOA의이 유형은 최대로 단순화된다. 손실을 최소화하기 위해 내부 튜브에있어서, 일반적으로 고온 열매체를 시작할 때, 상기 하우징 내부 또는 상기 외통에, 냉매 냉각 런. 이 경우 기술자 태스크 계산 열교환 면적 및 소정의 직경에 기초하여 상기 열교환 기의 길이의 결정을 감소시킨다.

그것은 그 냉각제 카운터 작동 무한 길이 단위이며, 완전히 트리거 온도차 사이 열역학 이상적인 열교환 기 개념을 도입한다는 부가 가치가있다. 디자인 "파이프에있는 파이프"가장 가까운 이러한 요구 사항을 충족합니다. 역류 열전달 유체를 실행하는 경우, 그것은 될 것 "카운터 진짜"소위 (반대로 크로스로 판 TOA에서). 온도 압력을 가장 효과적으로 할 때 교통 조직을 트리거. 그러나, 열 교환기의 "배관 파이프"연산을 수행하는 물류 성분뿐만 아니라, 설치의 용이성을 잊지 않도록 현실적인되어야한다. evrofury 길이 - 스키드 및 장비와 같은 길이의 설치하도록 13.5 m, 그리고 모든 기술의 시설과 서비스를 제공합니다.

쉘 및 튜브 열교환 기

따라서, 이러한 장치의 계산 부는 원활 계산 유입 인 쉘 및 튜브 열교환 기. 튜브 다발이 하나의 케이스 (케이스) 인 것을 특징으로하는이 장치는, 상기 목적지 장치에 따라 다른 냉각제로 세척 하였다. 커패시터에서, 예를 들어, 냉매 재킷에서 실행, 물 - 튜브에. 트래픽이 방법은 장치의 동작을 제어하기 쉽고 효율적 환경과. 증발기에서, 역으로, 냉매는 튜브에서 비등하고 냉각 액체 (물, 염수, 글리콜, 등)로 세척한다. 따라서, 계산 튜브 열교환 장비의 크기를 최소화하기 위해 감소된다. 내측 파이프 장치 엔지니어의 케이싱의 직경, 직경 및 개수 및 길이 연주 열교환 면적의 계산 값을 입력한다.

공기열 교환기

지금까지 열 교환기에 의한 가장 흔한 중 하나 - 지느러미 튜브 열교환 기. 그들은이라고 코일입니다. 어디 만 팬 코일 범위 조정되지 않은 (영어. 팬 + 코일에서, 즉, "팬"+ "코일") 고온 연소 가스 및 전송에서 거 배기 가스 열회수 장치 (열 선택하는 시스템을 분할 내부 블록 이것은 CHP에 보일러에서) 가열. 코일 교환기의 산출은 열 동작에 들어가는 애플리케이션에 의존하는 이유이다. 챔버 충격 냉동 고기에 설치 산업 공기 냉각기 (VOPy)은 낮은 온도와 식품 냉동의 다른 개체에 냉동고에서, 설계의 특정 구조적 특징을 필요로합니다. (핀) 라멜라 사이의 거리가 제상주기 사이의 연속 운전 시간을 증가시키기 위해 최대화되어야한다. 수지상 세포 (데이터 센터) 용 기화기는, 반대로, 최소 수보다 콤팩트 한 클램핑 mezhlamelnye 거리를 만든다. 이러한 열교환 기 (HEPA 등급까지) 미세 필터로 둘러싸인 "순수한 영역"에서 작동하지만,이 계산은 전체 크기를 최소화하는 것에 중점을두고 관형 열교환을 행한다.

판형 열교환

판형 열교환 현재 안정적인 수요. 건설적인 디자인에 따르면, 그들은 완전히 개스킷 및 반 용접 및 mednopayanymi nikelpayanymi, 용접 (납땜없이) 납땜 확산 방법이다. 플레이트 열교환 기의 열 설계를 충분히 유연 엔지니어 특별히 어렵지 않다. 크기가 다른 장치의 많은 표준 크기의 모델 - 선택 과정은 타입 플레이트 형성 깊은 채널, 핀 타입, 철강 두께, 다른 재료와, 가장 중요한을 재생할 수 있습니다. 이러한 열교환 기 (공조 시스템 분리 열교환 기) 또는 고 좁은 (물 증기 가열) 낮은 넓다. 그들은 종종 사용되는 등 응축기, 증발기, 증기 냉각기, predkondensatorov와 같은 즉 상전이를 가진 매체. D.는의 "액체 - 액체"의 열교환 기보다 좀 더 열심히 이상성 패턴에서 작동하는 열교환 기의 열 설계를 수행하지만, 경험이 풍부한 엔지니어이 문제는 풀 수 있으며 특히 어려운 일이 아니다. 현대 엔지니어링 디자이너는 예를 들어, 어떤 행진 모드에있는 냉매의 상태도를 포함하여 필요한 정보를 많이 찾을 수있는 컴퓨터 데이터베이스를 사용하여 이러한 계산을 용이하게하기 위해, 프로그램 CoolPack.

계산 예 교환기

계산의 주요 목적은 열교환 표면의 필요한 면적을 계산하는 것입니다. 열 (냉장) 전력은 일반적으로 기술 설계에 명시되어 있지만이 예에서는 기술 사양 자체를 확인하기 위해 계산합니다. 경우에 따라 원본 데이터가 오류를 일으킬 수 있습니다. 유능한 엔지니어의 임무 중 하나는 이러한 실수를 찾아서 수정하는 것입니다. 예를 들어, 액체 - 액체 타입의 판형 열 교환기를 계산할 수 있습니다. 고층 빌딩의 압력 차단기가되도록하십시오. 압력 장비를 완화하기 위해이 접근법은 마천루 건설에 종종 사용됩니다. 열교환 기의 한쪽에는 유입구 온도가 Твх1 = 14 ᵒС이고 출구가 ℓ = 1 / 9 ᵒС이고 유량이 G1 = 14,500 kg / h 인 물이 있고 다른쪽에는 물이 있지만 매개 변수 만있는 경우 Твх2 = 8 ᵒС, Тvy2 = 12 ᵒС, G2 = 18,125 kg / h.

열 균형 공식 (위의 그림 7.1을 참조)에 의해 필요한 전력 (Q0)을 계산합니다. 여기서 Cp는 비열 (표 값)입니다. 계산의 단순화를 위해, 감소 된 열용량 Cp = 4.187 [kJ / kg * ᵒC]를 사용합시다. 우리는 다음을 고려합니다 :

Q1 = 14,500 * (14-9) * 4.187 = 303557.5 [kJ / h] = 84321.53 W = 84.3 kW - 제 1면 및

Q2 = 18125 * (12-8) * 4.187 = 303557.5 [kJ / h] = 84321.53 W = 84.3 kW - 제 2면.

식 (7.1)에 따르면, 계산의 어느쪽에 관계없이 Q0 = Q1 = Q2이다.

그런 다음 기본 열 전달 방정식 (7.2)을 사용하여 k가 열 전달 계수 (6350 [W / m ² ]와 같음) 및 ΔTp.log 인 필요한 표면적 (7.2.1)을 찾습니다. - 식 (7.3)에 따라 계산 된 평균 대수 온도 헤드 :

ΔT avglog. = (2 - 1) / ln (2/1) = 1 / ln2 = 1 / 0.69131 = 1.4428;

F = 84321 / 6350 * 1.4428 = 9.2m2.

열 전달 계수가 알려지지 않은 경우 판형 열교환 기의 계산은 약간 더 복잡합니다. 식 (7.4)에 따라 우리는 Reynolds criterion을 가정하는데, 여기서 ρ는 밀도, [kg / m ³ ], η는 동적 점도, [H * s / m ² ], v는 채널에서의 매체 속도 [m / s], d cm - 젖은 채널 직경 [m].

표로부터 Prandtl criterion [Pr]과 식 (7.5)에 따라 필요한 값을 구하며 액체 냉각 조건에서 n = 0.4 - 액체 가열 조건에서 n = 0.3 인 Nusselt 기준을 얻습니다.

그런 다음 식 (7.6)에 따라 각 냉각제에서 벽으로의 열 전달 계수를 계산하고 식 (7.7)에 의해 열교환 표면의 면적 계산을 위해 식 (7.2.1) 대신에 열전달 계수를 고려합니다.

이 식에서 λ는 열전도 계수, ϭ는 채널 벽의 두께, α1과 α2는 각 열 운반체에서 벽까지의 열 전달 계수입니다.