Проверочный расчет теплообменного аппарата. Сравнение прямотока с противотоком.

Прямоточная схема движения теплоносителей. Температурный напор на выходе из теплообменника , , , тогда

,

Преобразуем: , получим

,

Далее учтем и после простых преобразований получим

(*)

Уравнение (*), показывает, что изменение температуры горячего теплоносителя равно некоторой доле ПР располагаемого температурного напора . Эта доля зависит от двух безразмерных параметров и :

(**)

Для холодного теплоносителя:

(***)

Из (*) и (***) определяем конечные температуры теплоносителей

;

.

Тепловой поток передаваемый через поверхность теплообмена при прямотоке определяется из (*)

Противоточная схема движения теплоносителей. Для противотока расчетные формулы выводятся так же и имеют следующий вид:

;

;

;

;

;

.

 

Сравнение прямотока с противотоком. Если разделить количество теплоты при прямотоке, на количество теплоты, переданное при противотоке при почих равных условиях, то получим новую безразмерную функцию от и рис. 10.1, показывающую, какая доля теплоты противотока передается при прямоточной схеме движения теплоносителей:

Рис. 10.1. Сравнение прямотока с противотоком

Как следует из рис. 10.1, прямоточные и противоточные схемы могут быть равноценны только при очень больших и очень маых значениях (и ) или очень малых значениях . Первое условие соответствует случаю, когда изменение температуры одного теплоносителя мало по сравнению с изменением температуры другого. Второе условие равнозначно случаю, когда средний температурный напор значительно превышает изменение температуры теплоносителей, так как либо . Во всех остальных случаях при прочих равных условиях противоток предпочтителен по сравнению с прямотоком. Однако, надо иметь ввиду, что температурные условия для конструктивных материалов при противотоке более жесткие, чем при прямотоке.