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4.4空冷器的變工況計(jì)算

日期:2022-01-07 09:06:18點(diǎn)擊:195

4.4空冷器的變工況計(jì)算
4. 4.1變工況計(jì)算的重要性和特點(diǎn)
在第2. 12節(jié)中已經(jīng)講述了翅片管換熱器的變工況計(jì)算方法,并給岀了計(jì)算公式和若 干計(jì)算例??紤]到變工況計(jì)算在空冷器設(shè)計(jì)和運(yùn)行中的特殊重要性和復(fù)雜性,本節(jié)將對(duì) 此課題作進(jìn)一步闡述并舉例說明。
變工況計(jì)算對(duì)空冷器設(shè)計(jì)的重要性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
第一,冷流體空氣不是由工業(yè)系統(tǒng)固定供給,而是取自大氣環(huán)境,而且任何一個(gè)地點(diǎn) 的大氣溫度和大氣壓力是隨時(shí)變化的,在一年中,最高氣溫和最低氣溫可以相差幾十?dāng)z氏 度,例如,在夏季,最高氣溫為+30℃,而在冬季,最低氣溫可達(dá)-30
。氣溫的變化必然 對(duì)空冷器的工作特性產(chǎn)生重要的影響。
第二,在空冷器的設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)者一般按經(jīng)濟(jì)性原則選擇某一中間溫度作為設(shè)計(jì)氣 溫,在該設(shè)計(jì)氣溫下求出空冷器的傳熱面積。因?yàn)樵O(shè)計(jì)氣溫介于當(dāng)?shù)刈罡邭鉁睾妥畹蜌?溫之間,因而設(shè)計(jì)者和用戶都需要知道,當(dāng)氣溫偏離設(shè)計(jì)氣溫,如在最高氣溫或在最低氣
溫下,空冷器的運(yùn)行參數(shù)有什么變化?這些變化能否滿足工藝要求?而在最低溫度下,工 藝流體能否結(jié)凍?是否需要采取防凍措施等。
第三,有時(shí),管內(nèi)介質(zhì)的流量和參數(shù)也會(huì)發(fā)生變化,甚至與原設(shè)計(jì)條件有較大的差別, 為此,也需要進(jìn)行變工況計(jì)算,以確定空冷器的實(shí)際性能。
空冷器變工況計(jì)算的復(fù)雜性主要體現(xiàn)在管內(nèi)介質(zhì)的變化上:
第一,當(dāng)管內(nèi)是單--介質(zhì)的非相變換熱,如熱水的冷卻,或者管內(nèi)是單一介質(zhì)的純相 變換熱,如飽和蒸汽的凝結(jié),對(duì)上述兩種情況,已有可用的公式進(jìn)行變工況計(jì)算。
第二,管內(nèi)介質(zhì)的傳熱是上述兩種“單純“情況的組合,既有蒸汽的凝結(jié),又有凝結(jié)液 體的冷卻,由于兩種情況的傳熱系數(shù),傳熱量和傳熱面積存在巨大的差別,因而需要采用 分段設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì),如4. 3節(jié)所示。所以,變工況計(jì)算也應(yīng)分段進(jìn)行。
第三,對(duì)于復(fù)合介質(zhì)的管內(nèi)冷凝和冷卻,雖然4. 3節(jié)介紹了這種空冷器的設(shè)計(jì)方法, 但由于傳熱過程的復(fù)雜性,還沒有可行的變工況計(jì)算方法。
對(duì)于管內(nèi)為單一介質(zhì)的冷卻,或單一介質(zhì)的凝結(jié),其變工況計(jì)算仍應(yīng)用第2. 12節(jié)中 推薦的公式,式(2. 12.6) (2. 12.9),不過應(yīng)當(dāng)注意的是,在式(2. 12. 7)中的傳熱單元 數(shù)
的定義中,傳熱系數(shù)U和傳熱面積彳存在對(duì)應(yīng)關(guān)系,即傳熱面積4是根據(jù)傳 熱系數(shù)。推導(dǎo)出來的,因而應(yīng)選取傳熱面積的設(shè)計(jì)值進(jìn)行變工況計(jì)算。
因?yàn)閷?shí)取面積要大于設(shè)計(jì)面積,若選用實(shí)取面積,則推算岀來的變工況結(jié)果會(huì)有所 不同。

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