Название: Методика комплексной оптимизации компактных теплообменников - Методические указания (А. В. Чичиндае)

Жанр: Технические

Просмотров: 912


3.1.2. алгоритм тепловой оптимизации

 

Поверхностный параметр. Казалось бы, все «нарезанные» в технологической части теплообменники обладают одинаковым КПД, так как использовалась одинаковая исходная площадь теплообмена. Однако это не так, в чем легко убедиться на следующем примере. Определим площадь пластины, разделяющей оребрения, по двум независимым условиям. Из уравнения теплопередачи (первое условие) получаем

.                                    (3.2)

Физический смысл – площадь пластины, необходимая для создания расчетной поверхности теплоотдачи со стороны горячего теплоносителя.

Гидродинамический параметр. Одновременно из уравнения гидродинамики (второе условие) получаем:

.                                   (3.3)

Физический смысл – площадь пластины, необходимая для создания проходного сечения FS теплоносителям. В конечном счете она определяет интенсивность теплоотдачи теплоносителя на оребрении. Сравнение формул (3.2) и (3.3) показывает, что при увеличении числа пакетов линейное изменение площади FTP1 сопровождается нелинейным уменьшением FGD. Возможны три варианта соотношения этих чисел с такими последствиями:

1) FGD = FTP1 – пластина создает заданную поверхность теплоотдачи и расчетную интенсивность теплоотдачи – оптимальный вариант; 2) FGD > FTP1 – при обеспечении расчетной интенсивности теплоотдачи имеется запас поверхности; 3) FGD < FTP1 – при обеспечении расчетной интенсивности теплоотдачи недостаточно поверхности теплообмена. Другими словами, при изменении числа пластин N1 наблюдается различная степень эффективности работы оребрения, а значит, и разные значения термического КПД (рис. 3.1).

Алгоритмы. С целью анализа тепловой эффективности оребрений алгоритм программы определяет для горячего и холодного оребрения значения FTP1, FTP2 и FGD в интервале N1 = 1... 50. Эти данные и служат для автоматического выбора оптимального варианта. Для упрощения контроля в колонках NGO-NXO вводится цифра «2», которая указывает на тепловую оптимальность по горячему и холодному оребрению отдельно. Для перехода к варианту теплообменника с тепловой эффективностью необходимо в режиме ручного выбора задать значение N1, при котором в колонках NGO-NXO стоит число «2».