Файл: Тарабанов, М. Г. Тепло- и массоперенос в камерах орошения кондиционеров с форсунками распыления учебное пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.10.2024

Просмотров: 86

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Аналогичное расхождение наблюдается и в других случаях. К сожалению, в работе [97] не дан вывод формулы (3.1) к не указан источник, откуда она взя-та, поэтому установить причину такой большой погрешности невозможно. Однако бесспорно, что пользоваться данной формулой для практиче­ ских расчетов нельзя.

Определив значения тк и п, подсчитаем поверхность пе- - реноса в форсуночной камере, разделив эту поверхность на две части. Первая часть — Fi создается каплями, имеющими значительную относительную скорость U^0,01. Вторая часть

— F2, для которой относительной скоростью капель можно пренебречь. В общем случае суммарная секундная поверх­ ность 'капель при известном расходе воды определяется вы­ ражением

F =

мг\сек,

(3.61)

Данная формула справедлива для случая, когда распыл

монодиепераный, то есть

размер всех капель

одинакова В

случае полищиспероного распыления необходимо знать функ­ цию распределения капель по размерам и, используя ее,, оп­ ределить расход воды q5 отдельно для каждой фракции. Тог­

да поверхность переноса

капель

определенного

диаметра

dKi определяется по формулам:

 

 

 

u Ki

 

(з.62)

 

 

 

Fi2 =

("к “

-Ч) •

(3.63)

uKi

Внастоящее время нет достаточно надежных данных для определения дисперсного состава факела распыла центро­ бежных форсунок, используемых в камерах орошения. Здесь можно отметить лишь работу В. Д. Коркина [87], однако ав­

тор ограничился рассмотрением лишь форсунок типа Кд 1002—25 с диаметром сопла 4—8 мм и при малом давле­ нии воды (HW^ I кг]см2). Поэтому принимаем, что для каж­ дой фракции капель расход воды одинаков и условно равен 1 мг\сек. Такой подход позволяет оценить влияние диаметра капель на величину поверхности переноса и коэффициент те­ плоотдачи. Результаты расчета по формулам (3.62) и (3.63), с учетом сделанного выше допущения, приведены в табл. 16.

Используя формулы (3.49) и (3.57), можно определить

120


значения критерия Н-уссельта как ср-едниё за время вынуж­ денного движения капель и отдельно для времени тк—ть Пос­ ле этого нетрудно подсчитать значения коэффициента тепло­ отдачи а для обеих поверхностей, задавшись предварительно величиной коэффициента теплопроводности, влажного возду­ ха лвл. В работах [64, 126] значение Явл определяли по фор­ муле А. В. Нестеренко

Явл=ЯсУх+0,0041ф . (3.64)

Однако, как показано В, Л. Захаровым [403], эта форму­ ла дает результаты, несколько отличные от .энапериментальных данных. Поэтому было принято Явл= 0,021, что соответ­ ствует рекомендациям [103] и [91] при tCp = 20° С м ф =100% .

Значения коэффициента теплоотдачи представлены в габл. 17.

Очевидно, наиболее полным фактором, характеризующим эффективность тепло- и маасообмена в форсуночной камере, можно считать произведение значений поверхности переноса

икоэффициента теплоотдачи; Что касается коэффициента маосообмена, то его величина может быть вычислена по чис­ лу Льюиса. Значения a-F, -подсчитанные по данным табл. 16

и17, приведены в'табл. 18для времени тк. Для большей на­

глядности по данным

табл. 18 построены -графики

при

dK= 0,2-4-4,0 мм (рис.

30).

 

 

Т а б л и ц а

16

 

Номер стояка

 

dK, мм

Р(т,) J

1,0 2160

0,833 9148

0,667 8906

0,580 8690

0,50 8940-

0,20 7920

0,10 4944

0,05 3012

I

42 к 1

•*4

н

 

 

0

0

0

0

0

0

3756

8628

II

 

 

III

F(x,)

F(tkTi' F(ti )

F ( t k — Ti)

618

0

900

0

879

0

1754

0

--

11897

0

12168

о

2-532

0

7920

7380

8880

3420

4944

18456

5466

25134

3012

37788

3264

75936

121


 

 

 

 

 

Т а бл и ц а 17

 

 

Номер стояка

 

 

dK, м м

I

 

II

 

 

III

a(xi)

 

а(тО

|«(Тк —тО а£т|) а(т —Ti)

 

а(тк—Ti)

1,0

273

 

336

203

0,833

208

355

0,067

237

356

0,580

258

234

0,50

280

255

362

<0,20-

484

484

288

455

278

0,10

816

531

816

531

783

517

0,05

1455

095

1455

995

1372

979

■Произведшие коэффициента теплоотдачи, на поверхность переноса названо нами тепловой характеристикой форсуноч­ ной камеры и используется для дальнейшего анализа.

■В настоящее время в отечественной литературе для оцен­

ки эффективности процессов тепло-

и маюоооб|мена

широко

применяется число единиц переноса явного тепла NTUH [86,

136, 138, 155], которое выражается зависимостью

 

a-F

К

 

NTUH= C'p-GB

Atp

(3.65)

Как видно, при заданном' расходе воздуха число единиц переноса явного тепла полностью определяется тепловой ха­ рактеристикой камеры, поэтому приводимые ниже рассужде­ ния в равной степени могут быть отнесены и к NTUH.

Анализ графиков на рис. 30 и табл. 18 показывает, что с уменьшением диаметра капель тепловая характеристика ка­ меры орошения резко возрастает. В табл. 18 .сравнение про­ водится при одинаковом для всех -групп капель единичном расходе. Следовательно, можно сделать вывод, что, уменьшая диаметр капель, -можно получить одну и ту же эффективность камеры при меньшем объеме распиливаемой воды. .Анало­ гичный результат имеет место при адиабатическом увлаж­ нении [164].

Обращает внимание существенная зависимость тепловой характер-истики от места расположения форсунок по длине


Рис. 30. Изменение тепловой характеристики камеры орошения в зависимости от диаметра капель

дождевого объема камеры. Так, для мелких

капель

(dK=0,2 мм), у которых инерционный пролет мал,

наиболее

целесообразно устанавливать форсунки по ходу воздуха, как. можно ближе к входным сепараторам. Для более крупных капель (dK>0,2 мм) следует располагать форсунки навстре­ чу потоку воздуха. При этом далеко небезразлично в каком месте камеры будут установлены форсунки. Как видно из

123.

 

 

 

ч ТабЛ'И ца 18.

 

 

Номер стояка

 

dK, мм

,1

II

 

 

 

1

■"

 

' е

 

1,0

5,9-105

2,1-105

2,6 -Ю5

0,833

19,3-105

3,1 • Ю5

0,667

22,4-105

6,2

-105

-- .

0,580

2J,1105

27,8

-105

0,50

25,0- Ю5

31,0-105

9,2 -Ю5

0,20

38,3-Ю5

59,6-Ю5

49,9-10-’

0,10

60,3-105

138,3-105

172,7-Ю5

0,05

129,7 Ю 5

419,8

-105

788,2-10’

рис. 30, положение стояка

I, принятое в типовых камерах се­

рии Кт, целесообразно лишь в том случае, если диаметр ка­ пель больше 0,62 мм. При меньшем диаметре более эффектив­ ным является размещение форсунок на стояке И. Разрыв графиков на рис. 30 объясняется тем, что каяли достигают при полете,входных сепараторов и больше не-участвуют в теплообмене. В результате поверхность переноса, взвешенная

в дождевом объеме камеры, скачкообразно

уменьшается.

Этим же объясняется известное положение,

что эффектив­

ность двухрядной камеры орошения со взаимонстречны|м рас­ пылением больше, чем при противоточном 'направлении обо­ их рядов форсунок.

В общем случае положение стояка с распылением навст­ речу потоку воздуха определяется в зависимости от дисперс­ ного .состава капель, скорости .воздуха и давления*воды. При средних условиях, обычных' в практике кондиционирования воздуха, 'конструктивную схему камер серии Кт следует при­ знать нецелесообразной.

На основе приведенных теоретических зависимостей схема расчета процессов тепло- и маюсопереноса в камерах ороше-, ния состоит в следующем:

1. Всю совокупность капель в факеле распыла единичной форсунки разбивают по размерам на фракции с_определен­ ным интервалом Ad. и в каждой фракции находят средний арифметический диаметр капель dKi.

2. В соответствии с функцией распределения вычисляют массовую долю капель каждой фракции в общей производи­ тельности форсунки qi.

124