Поверхность теплоотдачи

При конструктивном расчете теплообменника известны начальные и конечные параметры теплоносителей и необходимо рассчитать поверхность теплообменника, т. е. фактически сконструировать теплообменник. Порядок выполнения такого расчета:

лу между трубами и нагревается от 'Ж2 Внутренний диаметр внешней трубы D = 48 мм. Расход нагреваемой води (/2 = 3200 кг/ч. Длина одной секции теплообменника /=1,9 м. Д^ Потерями теплоты через внешнюю поверхность теплообменника пренебречь. Ответ

Потерями теплоты через внешнюю поверхность теплообменника пренебречь.

Наиболее простым является конструктивный расчет теплообменника, при котором известны начальные и конечные параметры теплоносителей и необходимо рассчитать поверхность теплообменника, т. е. фактически сконструировать теплообменник. Порядок выполнения такого расчета:

В качестве расчетной поверхности теплообмена принимается поверхность теплообменника F, м2, подсчитан-384

F— поверхность теплообменника, м2; At-—температурный напор, град.

Рассмотрим случай определения поверхности нагрева для прямоточного теплообменника (см. рис. 37, а). Если поверхность теплообменника F, а коэффициент теплопередачи К, то количество тепла, которым обмениваются оба теплоносителя, будет следующим: .

Определив А?ср и подсчитав коэффициент теплопередачи /С, можно определить требуемую поверхность теплообменника, если известно количество тепла, которым обмениваются теплоносители. Из формулы (277) получаем

определяем Q, t.z, t3: Q ^ \-\-k-oFlW ' Здесь F ~~ повеРхность теплообменника, м2; W — водяной эквивалент, Дж/(с-К).

иметь в виду, что масса корпуса скоростных водоподогревателей составляет около половины общей массы теплообменника). Необходимо подчеркнуть, что по принципу действия контактной и поверхностной частей АЭМ-0,6 и КТАНы существенно различаются. Теплообмен в насадочной камере АЭМ-0,6 идет значительно эффективнее (коэффициент теплообмена в насадке АЭМ-0,6 примерно в 5—8 раз выше, чем в форсуночной части КТАНа). Кроме того, видимо, не вся поверхность теплообменника КТАНа омывается орошающей водой I контура, в результате чего она омывается непосредственно дымовыми газами, что ведет к снижению суммарного коэффициента теплоотдачи, хотя она и происходит при большей разности температур.

где а — коэффициент теплоотдачи от стенки к пару, ккал/ (м2 • ч • град) ; F — внутренняя поверхность теплообменника, м2; D — расход среды, кг/ч; с — теплоемкость среды, ккал/ (кг- град); GM — масса металла поверхности нагрева, кг; см — теплоемкость металла, ккал/ (кг- град); I — длина змеевика, м; w — скорость среды, м/сек; т — истинное время, сек.

где /4«20ai,'7 — поверхность теплоотдачи корпуса передачи, в которую вклю-

Суммарная поверхность теплоотдачи /1 под шипникового узла (предполагаем, что подшипник концевой)

Поверхность теплоотдачи, м2 26 59

Если в результате расчета окажется, что максимальная установившаяся температура превышает +70°С, то необходимо увеличить объем гидробака, поверхность теплоотдачи или предусмотреть в гидросистеме теплообменное устройство.

Для предотвращения вытекания смеси из тормозного устройства вдоль вала, применяют уплотняющие устройства, располагаемые около подшипников. Порошковые тормоза имеют весьма высокую долговечность, определяемую физико-химической устойчивостью материала сцепляющего слоя порошка. Так как кинетическая энергия затормаживаемых элементов механизма переходит в тепловую энергию, то порошковый тормоз нуждается в обеспечении хорошего тешюрассеяния. Если при расчете теплового баланса окажется, что средняя мощность потерь больше того, что может рассеять поверхность тормоза при естественном охлаждении, то следует увеличить поверхность теплоотдачи посредством ребер или применить искусственное охлаждение путем обдува воздухом или же применить водяное охлаждение.

Температуры являютсй температурами перегрева над окружающей средой. Точки измерений укладывались на плавную кривую, весьма близкую к экспоненте. Полного соответствия с экспоненциальной кривой не могло быть вследствие того, что тормоз является неоднородным телом: в состав его входят материалы с различной теплоемкостью и теплопроводностью, а величина поверхности теплоотдачи его в процессе работы изменяется (так как при работающем механизме колодки отходят от шкива и увеличивают поверхность теплоотдачи) и теплоотдача в разные периоды цикла различна.

Сравнивая все испытанные типы тормозов, можно сделать вывод, что теплоотдача в многодисковых тормозах наиболее неблагоприятна, так как поверхностью теплоотдачи в них является только цилиндрическая поверхность узких металлических дисков. Торцовые поверхности дисков контактируют с фрикционным материалом, являющимся плохим проводником тепла. Даже при разомкнутом тормозе эти поверхности остаются перекрытыми тормозными накладками вследствие отсутствия принудительного отвода дисков. Таким образом, поверхность теплоотдачи дискового тормоза ничтожно мала по сравнению с поверхностью теплоотдачи колодочного или ленточного тормоза. Кроме того, следует учитывать, что по характеру работы электроталей, где преимущественно применяются дисковые тормоза, последние закрываются металлическими замкнутыми кожухами, значительно ухудшающими охлаждение тормозов. Все это приводит к тому, что при одинаковой работе торможения, совершаемой тормозами различного типа, температура поверхности дискового тормоза значительно превышает температуру колодочного и ленточного тормозов. Поэтому для увеличения надежности работы электроталей необходима замена дисковых стопорных тормозов стопорными тормозами другой конструкции.

где k = 0'Лвен/(0(-Сг), здесь а' — коэффициент теплоотдачи; Лвен — поверхность теплоотдачи; G/ — вес элемента, участвующего в теплопоглощении; С{ — теплоемкость.

Поверхность теплоотдачи Лвен- При расчете в качестве Aesa используют всю свободную поверхность теплопоглощающего объема G,- эф, с которой происходит теплоотвод в окружающую среду, когда тормоз не работает. Например, для тормоза барабанного типа с колодками — это вся свободная поверхность металлического барабана, для многодискового тормоза — вся свободная поверхность дисков разомкнутого тормоза.

поверхность теплоотдачи; G^ — масса теплопоглощающего элемента; сг- — удельная теплоемкость; «i = 1, 3, 5 ..... п2 — число последовательных торможений; ^охл — продолжительность охлаждения; г'= 1, 2; т = = t/t? — относительное время; а^ — коэффициенты температуропроводности.

элемента; Лохп — поверхность теплоотдачи элемента пары трения; о"охл —