Capitolul III DIMENSIONAREA SCHIMBĂTORULUI GRIPULUI ȘI GRILULUI Capitolul III - PDF Descărcare gratuită

Capitolul III 38

capitolul

sunt metoda logaritmică medie a diferenței de temperatură DTLM și metoda NUT numită NUMĂRUL DE UNITĂȚI DE TRANSFER. [10] III.2.1. Metoda diferenței de temperatură logaritmică medie Evoluția temperaturii fiecărui fluid de la temperaturile de intrare T ce și T fe condiționează direct valoarea medie a T. Este o funcție de: o Natura și debitele respective ale celor două fluide o Direcția relativă de curgere a celor două fluide care pot curge fie în co-curent pur, fie în contracurent paralel. la. Caz curent: FIg.III.1. Schimbător de co-curent Studiul diferenței medii de temperatură într-un dispozitiv va fi realizat presupunând că coeficientul global de transfer este constant în toate punctele, precum și căldurile specifice ale fluidelor și că nu există pierderi de căldură sau schimbări de temperatură faze în timpul transferului. În aceste condiții, expresia puterii termice și a fluxului de căldură pentru a se transfera de la fluidul fierbinte la fluidul rece prin elementul ds va fi respectiv exprimată prin: [10] ϕ = q TT = q TT dϕ = - q dt = q dt (III.1) (III.2) 40

Sau q = q. C: Debitul termic unitar (cu indicele c pentru fluidul cald și f pentru fluidul rece) (III.2) dt = și dt = (III.3) dt dt = d (TT) = - + dϕ (III.1) d (t T) = - + kt T ds (III.4) (III.4) = + k ds (III.5) Deoarece k a fost presupus constant de la începutul problemei. Atunci integrarea lui (3.5) de la S = 0 la S dă: La intrarea schimbătorului (x = 0) TT = TTA ieșirea schimbătorului (x = s) TT = TT (III.5) = - + ks (III.6) Din relațiile (III.1) și (III.6) obținem: = TTTT (III.7) Obținem în cele din urmă: ϕ = k. S (III.8) Acum puterea termică a unui schimbător de carcasă și fascicul este caracterizată prin ϕ = ks T T = = Fie T = (III.9) 41

b. Caz contra curent: Fig.III.2. Schimbător de contracurent Variația de temperatură T a fluidului rece atunci când suprafața de schimb a ds este crescută, devine negativă. În aceste condiții, relația (3.2) este scrisă: [10] Dϕ = q dt = q dt Calculul și considerațiile rămân idem ca în cazul schimbătorului de cocurent. Se obține ca rezultat final: T = (III.10) Prin încercarea de a privi cu atenție această ultimă formulă, se observă că este identică cu cazul unui schimbător de curenți. Prin urmare, în general, diferența medie de temperatură logaritmică dintre cele două fluide este exprimată prin: T = (III.11) Această ultimă expresie înseamnă că puterea de căldură schimbată este proporțională cu aria suprafeței de schimb și cu media logaritmică a diferenței de temperatură. . Coeficientul de proporționalitate este coeficientul de schimb global k. Din acest rezultat, trebuie făcute trei observații importante: [8] Analiza anterioară a fost făcută sub următoarele ipoteze: căldura specifică a fluidelor rămâne constant constantă în timpul traversării schimbătorului (practică = calcularea căldurii specifice pentru condiții media fluidelor din schimbător) 42