Название: Сборник задач по геометрии и алгебре - учебное пособие (Денисов В. И., Чубич В. М.)

Жанр: Экономика

Просмотров: 1458


3.2.  расчет пос входных кромок

 

Чтобы обеспечить работу входных кромок в качестве «теплового ножа», необходимо создать в самом опасном сечении (на выходе обогревающих трубок) температуру стенок выше 5 ºС.

Расчет ПОС в итоге сводится к подбору такой геометрии трубки

и параметров горячего воздуха, чтобы обеспечить это условие.

Ниже предложен порядок расчета простейшей ПОС – исключение

оребрения.

Гидродинамическая задача. В связи с тем, что обогревающие трубки «запитываются» тем воздухом, который подается в горячий тракт, надо выполнить условие: гидравлические сопротивления оребренных каналов и обогревающей трубки должны быть

равными:

.

а) Расчет потерь давления в оребренных каналах

По известной геометрии и скорости газа через горячий тракт получаем следующую величину потерь:

.                       (П.III 3.1)

Коэффициент потерь на трение  рассчитывается по зависимостям для соответствующего оребрения либо в первом приближении по формулам:

 , если Re < 2300;   , если Re > 2300.   (П.III 3.2)

б) Задание геометрии обогревающей трубки

Наиболее целесообразно задавать неоребренную ширину пакета  в диапазоне , что соответствует направлению в обогревающую трубку =5…10 \% расхода горячего теплоносителя . Причем большая доля расхода соответствует «худшему» полю температур пластины. После выбора имеем живое сечение и эквивалентный диаметр обогревающих трубок:

, .             (П.III 3.3)

в) Расчет потерь давления в обогревающей трубке

Подпись:  
Рис. П.III 3.1. Определение фактического расхода теплоносителя через обогревающую 
                  трубку ПОС

Расчет потерь в трубке  производится по формуле:

. (П.III 3.4)

Коэффициент  рассчитывается по зависимостям, удовлетворяющим значению . Поскольку  неизвестно, задаем два ориентировочных значения из диапазона . Окончательное значение  ищется графически (рис. П.III 3.1), путем пересечения зависимости  с линией .

Подпись:  
Рис. П.III 3.2. Схема расчета теплопере-
дачи в обогревающих 
       трубках ПОС
Тепловая задача. Целью теплового расчета является определение температур входных кромок пластины, получающихся в результате их обогрева трубками ПОС. Расчет температур пластины проводится согласно пункту 3.2 для расчетной схемы обогревающих трубок (рис. П.III 3.2) со следующими исходными данными. Параметры процесса теплоотдачи со стороны холодного теплоносителя остаются теми же, изменяется только площадь теплообмена единичного «теплообменника»:

 .         (П.III 3.5)

Со стороны горячего теплоносителя необходимо заново рассчитать процесс теплоотдачи, задаваясь новой геометрией:

 (П.III 3.6)

и используя значение скорости газа через трубку  и расход .

ПОС с внешним источником горячего воздуха. Если путем исключения оребрения не удается обеспечить требуемую температуру входных кромок, необходимо перейти к внешнему источнику горячего воздуха. Геометрию обогревающего канала и расход газа в первом приближении можно оставить теми же. В результате задача сведется к поиску температуры горячего газа, которая бы обеспечивала работу кромок в качестве «теплового ножа».