Расчет характеристик воздухоохладителя

7. Расчет характеристик воздухоохладителя.

7. Расчет характеристик воздухоохладителя.

Путем обобщения характеристик воздухоохладителя, рассчитанных методом математического анализа, при толщине слоя инея 3 мм., получено обобщенное уравнение поля характеристик, связывающее температуру кипения t_o(°C) и температуру охлаждающего воздуха t_в(°C) и тепловой нагрузкой на воздухоохладитель с конструктивными параметрами:

 

где:

- L – длина воздухоохладителя по ходу движения воздуха, м.

 - W_в – скорость движения воздуха в живом сечении воздухоохладителя, м/с

 - n – число сечений воздухоохладителя с учетом слоя инея

- Q_n – тепловая нагрузка на воздухоохладитель, Вт

- F_n – площадь наружной поверхности воздухоохладителя без учета слоя инея

Исходные данные:

Q_n = 15000 Вт; 20000 Вт; 25000 Вт; 30000 Вт;

t_в = -28°C; -25°C; -20°C; -15°C;

L = 1,85 м;

W_в = 1,5 м/с

F_м = 324 м²

Степень оребрения с учетом слоя инея β” = β` * β_ин

β` - геометрическая степень оребрения с учетом слоя инея

β_ин – дополнительная степень оребрения инеем

β =

где: S₁ = 0,05 – шаг труб поперек движения воздуха;

S₂ = 0,055 – шаг труб вдоль движения воздуха;

S_р = 0,01 – шаг ребер;

d_n = 0,016 – наружный диаметр труб;

β` = β / 1.3 = 8.6

где: плотность инея ρ=6,95 (0,495 – 0,86)^-3,6873 = 6,95(0,495-0,86*0,1103)^-3,6873 = =1009,8 кг/м³

таким образом = β” = β * β_ин = 8,6*0,89 = 7,7

Рассмотрим пример расчета при t_в = -28°C, Q = 15000 Вт

Аналогично ведем расчет при t_o = (-25, -20б -15) °C и при Q = (20000, 25000, 30000) Вт и заносим результаты в таблицу 7.1

Таблица 7.1.

Q, Вт tв(°C)	15000	20000	25000	30000
- 28	- 33,7	- 35,0	- 36,2	- 37,5
- 25	- 30,7	- 32,0	- 33,2	- 34,5
- 20	- 25,7	- 27,0	- 28,2	- 29,5
- 15	- 20,7	- 22,0	- 23,2	- 24,5

По результатам расчета в табл. 7.1 строим графики рис. 7.1 и 7.2

8. Получение математической модели
агрегата и его характеристик,
состоящего из КМ S3 – 900 / S3 – 315

8. Получение математической модели агрегата и его
 характеристик, состоящего из КМ S3 – 900 / S3 – 315

Задаемся температурой конденсации исходя из пределов работы ступеней t_к=(20; 25; 30; 35; 40; 45) °C;

Задаемся температурой кипения исходя из пределов работы ступеней

t₀=(-55; -50; -45; -40) °C;

8.1. Исходные данные:

V_h – S3 – 900=792 м³/ч

V_h – S3 – 315=792 м³/ч

Пределы работы ступеней

S3 – 900: t₀= -50 ¸ -40 °C

t_к= -20 ¸ -10 °C

S3 – 315: t₀= -20 ¸ -10 °C

t_к= 10 ¸ 40 °C

t₀= -45 ¸ -30 °C; t_к= -20 ¸ -10 °C

Коэффициенты для расчета

а₁= -11,241; а₂= b₂=0;

b₁= -3.533*10^-2; c₂= 1.515*10^-3;

c₁= 2.478; d₂=7.327*10^-2;

d₁=0.689*10^-2;

Пример расчета:

t_к=20°C; t=55°C;

Производим расчет давления кипения Р₀:

Р₀=0,541*10^-10*( t₀+140)^4,6446=0,541*10^-10*( -55+140)^4,6446=0,10529 МПа (8.1)

Рассчитываем давление конденсации Р_к:

Р_к=0,3797*10^-8*( t_к+120)^3,9054=0,3797*10^-8*(20+120)^3,9054= 0,909797 МПа (8.2)

Производим расчет промежуточного давления и температуры Р_m; t_m

P_m=