Моделирование теплообменных процессов

Пример

В теплообменнике типа «труба в трубе» охлаждается жидкость. Хладоагент и охлаждающаяся жидкость движутся прямотоком (рис. 3.4).

Определить температуру теплоносителей на выходе из аппарата. Построить температурные профили по длине аппарата.

D

d

T 1 (гор.)

T 2 (хол.)

Рис. 3.4. Теплообменник типа «труба в трубе»

	Горячий теплоноситель	Холодный теплоноситель
Температура, оС
Объёмная скорость, м3/с	2,3×10-4	5,1×10-4
Плотность, кг/м3
Теплоёмкость, Дж/кг×оС	3,35×103	4,19×103
Диаметр трубы, м	0,01	0,03

В теплообменнике реализуется режим «вытеснение-вытеснение». Поэтому математическое описание будет иметь вид:

;

.

В стационарном режиме работы теплообменника уравнения теплового баланса примут следующий вид:

(3.16)

где d – диаметр трубы, м.

Для удобства вычисления введём обозначения:

;

.

Систему полученных дифференциальных уравнений (3.16) решаем с помощью численного метода Эйлера:

где i – номер шага по длине теплообменника;

h – шаг интегрирования по длине теплообменного аппарата.

Блок-схема алгоритма расчёта теплообменника приведена на рис. 3.5. Программа расчета теплообменника представлена в Приложении Д.

Рис. 3.5. Блок-схема программы расчёта теплообменника

Варианты заданий

Таблица 3.1