Воздухоохладители

По назначению различают промежуточные и концевые воздухоохладители.

Промежуточные воздухоохладители осуществляют охлаждение воздуха между ступенями компрессора. Концевые устанавливают на выходе из компрессора. Конструкция воздухоохладителей, как правило, кожухотрубные или для больших давлений – труба в трубе.

Количество теплоты выделяемого при охлаждении воздуха:

Q_охл = Q_в + Q_д ,

где Q_в – тепловой поток при охлаждении сухого воздуха; Q_д – дополнительный при частичной конденсации водяных паров.

Количество теплоты отдаваемого сухим воздухом:

Q_в = V ρ_в с_в(t₁ – t₂),

где V – производительность компрессора; ρ_в – плотность на входе; с_в – теплоемкость; (t₁ – t₂ ) – температура воздуха до и после воздухоохладителя.

Дополнительный тепловой поток при охлаждении и частичной конденсации водяного пара

Q_д = V ρ_в [c_p(d₁t₁ – d₂t₂) + r₀ – k(d₁ – d₂)],

где c_p = 1,8 кДж/кг – средняя теплоемкость водяного пара; d₁, d₂ кг/кг – влагосодержание воздуха до и после воздухоохладителя; r₀ =2,5·10³ кДж/кг – теплота парообразования; k = 2346 – коэффициент, учитывающий снижение теплоты парообразования с повышением температуры.

Поверхность воздухоохладителя

,

где k – коэффициент теплопередачи; Δt – средний температурный напор;
ε – поправка для аппаратов с перекрестным и смешанным током рабочих веществ.

,

где t_в1 t_в2 – температура охлаждающей воды на входе и выходе.

Коэффициент теплопередачи

,

где α_в – коэффициент теплоотдачи воздуха к трубе; α_w – коэффициент теплоотдачи от трубы к воде; δ – толщина стенки труб; λ – коэффициент теплопроводности материала труб; R – термическое сопротивление загрязнений.

Кожухотрубные воздухоохладители имеют в межтрубном пространстве перегородки, что увеличивает скорость воздуха и повышает численное значение α_в.

Коэффициент теплоотдачи со стороны охлаждаемого воздуха рассчитывают по формулам Нуссельта.

При Re >1000

– для коридорных пучков Nu = 0,105 Re ^0,65

– для шахматных Nu = 0,214 Re ^0,6

– определяющей температурой здесь является средняя температура, а определяющий размер – наружный диаметр трубы.

Расчетная скорость

,

где S – площадь поперечного сечения межтрубного пространства.

Коэффициент теплоотдачи со стороны воды

Nu = 0,023 Re ^0,8 Pr ^0,4

Коэффициент теплоотдачи теплоносителей определяется

,

где d – определяющий размер; λ – коэффициент теплопроводности теплоносителя.

Расход охлаждающей воды

,

где с_ж – теплоемкость воды.

Количество охлаждающей воды, подаваемой в рубашку цилиндра компрессора, определяется по справочным данным при выборе компрессора.

Общий расход воды и ее параметры являются основой для расчета и выбора водоохлаждающих устройств.

Дата добавления: 2015-07-25