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
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(tk—Ti' 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