Применение метода безразмерных характеристик для расчёта регенеративных теплообменников

Различают два типа регенеративных теплообменников периодического действия – вращающиеся и перемещающиеся. Во вращающихся регенеративных теплообменниках вращение проницаемой насадки (матрицы) обеспечивает периодическое перемещение части теплопередающей поверхности из области движения горячего потока в область движения холодного потока. Таким образом, насадка периодически нагревается и охлаждается. При этом косвенно передаётся от горячей жидкости к холодной.

Теплообменник перемещающегося типа имеет две одинаковые насадки (матрицы), через каждую из которых попеременно движется то горячий, то холодный поток. Смена потоков осуществляется с помощью периодического переключения быстродействующих клапанов.

По сравнению с рекуперативными теплообменниками вращающийся регенератор имеет меньшую стоимость поверхности теплообмена, большую компактность, а также отсутствие застойных зон и возможность самоочищения из-за периодического изменения направления движения потоков в одной и той же части насадки.

В расчётах используются те же безразмерные характеристики, но в изменённой модификации. Число единиц переноса теплоты определяется по следующей формуле:

. (3.26)

Водяной эквивалент насадки вращающегося теплообменника равен произведению её массы, теплоёмкости и скорости вращения , т.е.

. (3.27)

Таким образом, эффективность для вращающегося регенератора может быть представлена в виде функции:

. (3.28)

На рисунке 3.5 представлена характеристика вращающегося регенератора.

Для предварительных расчётов эффективность регенератора может быть определена по выражению

, (3.29)

где – эффективность противоточного теплообменного аппарата.

Рис. 3.5 Характеристика вращающегося регенератора

Контрольные вопросы

1. Напишите формулу для определения эффективности рекуперативного теплообменного аппарата.

2. Как определяются водяные эквиваленты теплоносителей?

3. Напишите формулу для определения числа единиц переноса тепла.

4. Как определяются расходы теплоносителей для рекуперативных теплообменных аппаратов?

5. Напишите формулу для определения расчетной поверхности нагрева теплообменного аппарата с использование метода безразмерных характеристик.

6. Какими преимуществами обладает метод безразмерных характеристик по сравнению с традиционным методом расчета теплообменных аппаратов?

7. Напишите формулу для определения тепловой нагрузки теплообменного аппарата.

8. Какой величине будет равно отношение водяных эквивалентов для пароводяного теплообменного аппарата?

9. По каким формулам определяются значения температур теплоносителей на выходе из теплообменного аппарата?