Как выполнить расчет теплообменника и советы

Теплообменник представляет собой устройство, которое обеспечивает передачу тепла между средами, имеющими различные температурные показатели.

Чтобы обеспечить тепловые потоки, конструируется различные устройства, которые отличаются формами и размерами, в зависимости от нужной производительности. Главным критерием выбора есть площадь рабочей зоны. Задачей инженеров есть правильно провести расчет теплообменника, который будет надежно выполнять свои функции.

Правила расчета

Теплообменные устройства есть очень важным оборудованием, которое обеспечивает работу производственных линий в различных областях промышленности. Теплообменные процессы играют важную роль, применяются для нагревания холодных теплоносителей или охлаждения теплых сред. Теплообменники могут занимать до 50% всего оборудования на производственных линиях. Поэтому важно правильно рассчитать теплообменник.

При проведении расчета учитывается множество параметров, которые необходимы для установки площади устройства. Схема расчета во всех случаях приблизительно одинакова. Измеряется температура теплоносителей вначале и в конце теплопередачи. Поскольку температура не может быть постоянной, необходимо учитывать дифференциал для конкретной площади устройства.

Расчет может быть проектным или проверочным. Первый вариант применяется при изготовлении нового аппарата. Новый теплообменник легко сконструировать, когда известны параметры теплоносителя.

Проверочный расчет используется для выявления конечных температур теплоносителя. Это позволяет установить надежность функционирования оборудования.

Этапы расчетов

1. Сначала необходимо проанализировать применение теплообменника, чтобы выбрать конкретный тип в зависимости от условий эксплуатации и назначения устройства. Рассчитываются температуры, давление, допустимые перепады.
2. Дальше необходимо оценить свойства среды, учитываются вязкость, плотность, теплопроводность. Данные параметры позволят разработать наиболее эффективный теплообменник.
3. Тепловой баланс – необходимо иметь данные по расходе рабочей среды, а также температуру, которая ожидается на входе и выходе из аппарата.
4. Определение формы – инженер должен подобрать оптимальную геометрию теплообменника, количество трубок, тип соединения.
5. Дальше необходимо провести тепловой расчет по специальным математическим формулам. Не менее важно определить потерю давления.
6. Прочностный расчет – необходим для того, чтобы конструкция выдержала давление и температуру, которым будет поддаваться.
7. Подготовка чертежей – на основе проведенных расчетов конструируется теплообменник.