Abstrakt vědeckého článku o mechanice a strojírenství, autor vědecké práce – Chabaeva Yu. A., Bulekov A. P., Sazhin V. B., Popov I. A., Bednyakova A. A.
Výkon výměníku tepla se obvykle posuzuje na základě tepelné účinnosti. Je určena poměrem množství tepla skutečně přeneseného v aparatuře k maximu teoreticky možnému. Toto kritérium však není objektivní, protože nezohledňuje ztráty v kvalitě předávaného tepla a ztráty způsobené hydraulickým odporem aparatury. V tomto ohledu je zavedeno další kritérium, založené na prvním a druhém termodynamickém zákonu – účinnost exergie. Získá se rovnice, která zahrnuje obě tato kritéria. Je určen k porovnání a optimalizaci výkonu výměníků tepla.
Podobná témata vědecké práce z mechaniky a strojírenství, autorem vědecké práce je Yu.A. Chabaeva, A. P. Bulekov, V. B. Sazhin, I. A. Popov, A. A. Bednyakova.
Stanovení energetické účinnosti linky na výrobu pražených kávových produktů pomocí exergické analýzy
Exergická analýza odstraňování vlhkosti z fosfolipidových emulzí rostlinných olejů v rotačním filmovém aparátu
Text vědecké práce na téma „Kritéria pro účinnost výměníků tepla“
Yu.A. Chabaeva, A.P. Bulekov, V.B. Sazhin, I.A. Popov, A.A. Bednyaková
Moskevská státní textilní univerzita pojmenovaná po. A.N. Kosygina, Moskva, Rusko Ruská chemicko-technologická univerzita pojmenovaná po. DI. Mendělejev, Moskva, Rusko
Výkon výměníku tepla se obvykle posuzuje na základě tepelné účinnosti. Je určena poměrem množství tepla skutečně přeneseného v aparatuře k maximu teoreticky možnému. Toto kritérium však není objektivní, protože nezohledňuje ztráty v kvalitě předávaného tepla a ztráty způsobené hydraulickým odporem aparatury. V tomto ohledu je zavedeno další kritérium, založené na prvním a druhém termodynamickém zákonu – účinnost exergie. Získá se rovnice, která zahrnuje obě tato kritéria. Je určen k porovnání a optimalizaci výkonu výměníků tepla.
Výkon výměníků tepla se obvykle měří tepelnou účinností. Je to množství skutečně přeneseného tepla dělené maximálním množstvím teoreticky přenositelného tepla. Toto kritérium však není adekvátní, protože nezohledňuje kvalitativní ztráty předávaného tepla a tlakové ztráty kapalin. Proto je zavedeno další kritérium, které vychází z prvního a druhého základu termodynamicko-exergetické účinnosti. Je odvozena rovnice, která zahrnuje obě tato kritéria. Je předurčen pro porovnávání a optimalizaci výkonu výměníků tepla.
Výměníky tepla jsou nedílnou součástí téměř každého výrobního závodu v chemické technologii. Efektivitu jejich práce do značné míry určují kvalitativní a kvantitativní ukazatele cílového produktu. V tomto ohledu je důležitým praktickým úkolem získání objektivního posouzení bezvadného provozu výměníků tepla ve vztahu k jejich daným konstrukčním a technologickým vlastnostem. Tato studie se zabývá jeho řešením.
Pro posouzení účinnosti výměníků tepla v praxi se používá tepelná účinnost Tt, definovaná jako poměr množství tepla skutečně přeneseného v zařízení z jednoho chladiva do druhého k maximu teoreticky možnému při jejich daných tepelných potenciálech. V souladu s tímto přístupem může být výpočetní vzorec pro tento ukazatel prezentován jako [1]:
medium wwn = :ks(wн, wг), Atн, je teplotní rozdíl mezi chladicími kapalinami na vstupu a výstupu ze zařízení.
Kvantitativní hodnocení g/t, jak vyplývá z definice tohoto ukazatele, je v obecném případě funkcí nejen teplot a tepelných ekvivalentů chladiv, ale závisí také na hydrodynamické situaci v zařízení a jeho konstrukčních charakteristikách. Upřesněno
KRITÉRIA ÚČINNOSTI VÝMĚNÍKU TEPLA
– tepelné ekvivalenty vytápění a vytápění
faktory se promítají do součinitele prostupu tepla K
kontaktní plocha B (m2) a vzory proudění chladicí kapaliny. Výpočtový vztah, který určuje závislost Lt na uvedených faktorech, lze získat na základě řešení soustavy odpovídajících rovnic pro analyzovaný přístroj. U výměníků tepla s pevným povrchem kontaktu s médiem má toto schéma v diferenciální formě tvar:
kde dQ je množství tepla (J | předané
vyhřívané prostředí na povrchovém prvku.
Použití bilančních rovnic v diferenciálním tvaru nám umožňuje zanedbat nekonečně malé změny teplot chladiva a považovat je na elementárním řezu povrchu dF za nezměněné.
Ze soustavy rovnic (2)-(4) vyplývá vztah, který určuje vztah mezi tepelnými charakteristikami chladiv a technologickými a konstrukčními parametry procesu. Může být reprezentován jako výsledek separace proměnných odpovídajících diferenciálních rovnic:
Integrace výsledného vztahu po celé ploše zařízení je možná při známé funkční závislosti teplot chladiva na kontaktní ploše. Ten je přímo určen vzorem proudění chladiva v zařízení. Pro kanonické pohybové vzory (dopředný a protiproud) se získá výsledek integrační rovnice (5) ve formě analytických závislostí
Agg = (g’ – g”) a Agn = (g”n – g’n) z bezrozměrného komplexu
tepelné ekvivalenty chladicích kapalin. Přítomnost těchto funkčních vztahů umožňuje získat návrhovou rovnici pro odhad r]T. Takové závislosti byly získány v práci a zobecněny ve formě univerzálního vzorce následující formy:
e, p, p – parametry procesu v závislosti na
hydrodynamická situace v zařízení; p=0 (dopředný tok), p=1 (všechny vzory pohybu jiné než dopředný tok); n= 0, jestliže -t1n = -r, n=1, jestliže -tn = -n; e je parametr charakterizující rozdíl mezi skutečným vzorem proudění chladiva a kanonickým, e = 0 pro dopředný proud, e = 1 pro protiproud, 0 < e < 1 pro nekanonický profil proudění. V tomto případě se hodnocení ukazatelů provádí podle doporučení v odborné literatuře.
Uvedená zobecněná závislost je univerzální a umožňuje vyhodnotit účinnost výměníku tepla a jeho optimalizaci pro dané konstrukční rozměry a průtokové charakteristiky a energetické potenciály chladiv na vstupu do aparatury. Pomocí algoritmu podobného ověřovacímu výpočtu výměníků tepla je možné určit optimální tepelné zatížení zařízení a charakteristiky chladiva na výstupu pro daný procesní režim.
Nevýhody kritéria Tt zahrnují jeho omezený rozsah (rekuperační zařízení, ve kterých chladiva nemění stav agregace) a skutečnost, že bilanční rovnice, která je jeho základem, neobsahuje položky odrážející ztráty v důsledku nevratnosti procesů výměny tepla a hydraulického systému. odpor zařízení.
Exergická účinnost g]e nemá tyto nevýhody,
proveditelnost jejich praktického použití k posouzení účinnosti výměníků tepla byla zdůvodněna již dříve [2]. Jsou zde uvedeny i všechny potřebné výpočtové poměry pro jeho posouzení.
Přítomnost různých kritérií pro účinnost přenosu tepla Tm a r]e
vyžaduje vytvoření vztahů mezi nimi za účelem stanovení optimálního rozsahu pro každou z nich. Funkční vztah mezi tepelnými charakteristikami chladiv Att, Atn a Tm, získaný během studie, jakož i známé vypočtené vztahy pro t [2] umožňují prezentovat korelaci mezi kritérii tT a Te ve tvaru:
— ■ „Ш1Ё ( t’ t g N — 1 U
okolní teplota (0K). Rovnice (7) umožňuje provést srovnávací kvantitativní hodnocení kritérií Tt a te za stejných provozních podmínek výměníku tepla. Výsledky takových výpočtů ukazují, že za podmínek, kdy teplota topení
Médium na vstupu a zařízení T’g překračuje okolní teplotu T0 1,5krát nebo více a počáteční teplota ohřívaného média T’n je blízká T0, kvantitativní odhady obou kritérií se neliší o více než 5- 7 %. V ostatních případech je hodnota m]e menší než 7]T, což je způsobeno zvýšením relativního podílu ztrát tepelné energie způsobených nevratností procesů probíhajících ve výměníku tepla. Tepelná účinnost tyto ztráty nezohledňuje.
Závěry. 1. Pro posouzení provozní účinnosti rekuperačních výměníků byl navržen zobecněný výpočtový vztah. Uvedený poměr určuje hodnotu tepelné účinnosti zařízení v závislosti na jeho konstrukčních a technologických vlastnostech; 2. Na základě výsledků numerických experimentů je stanoven rozsah hodnot
tepelné potenciály chladiv (< 1,5; < 1,1), v rámci
ve kterém kritérium g/e přesněji vyhodnocuje účinnost výměníku tepla ve srovnání s g]T.
1. Cornelesson RJ Exergetická optimalizace. Řím: Studie, 2006.
2. Sazhin, B.S. Exergická analýza průmyslových instalací / B.S. Sazhin, A.P. Bulekov, V.B. Sazhin. M.: 2000, 297 s.
M.K. Kosheleva, A.A. Ščegolev, I.V. Velichko, E.A. Sinitsina, K.V. Kireeva
Moskevská státní textilní univerzita pojmenovaná po. A.N. Kosygina, Moskva, Rusko Moskevská státní univerzita technologie a managementu. KG. Razumovskij, Moskva, Rusko
Střední škola č. 1145 pojmenovaná po Fridtjofovi Nansenovi, Moskva, Rusko
STUDIE POLÍ OBSAHU VLHKOSTI PŘI SUŠENÍ KAPILÁRNĚ PORÉZNÍHO MATERIÁLU
Byly provedeny experimentální studie dynamiky procesu sušení kapilárně porézního materiálu (katalyzátoru), které poskytly informace o vzorcích vnitřní vlhkosti a přenosu tepla. Bylo zjištěno, že mechanismus přenosu hmoty je stejný v celém rozsahu teplot.
Jsou prováděny experimentální výzkumy dynamiky procesu sušení kapilárně-porézního materiálu (katalyzátoru), poskytující informace o pravidelnosti vnitřního přenosu vlhkosti a tepla. Je instalováno, že přenos hmoty mechanismu je rovnoměrný ve všech teplotních rozpětích.
Experimentální studium dynamiky sušení je velmi zajímavé pro teoretický a technologický výzkum [1, 2]. Proces sušení mokrých produktů začíná rovnoměrným rozložením obsahu vlhkosti v nich a poté dochází k redistribuci vlhkosti,
