Стеклотрубный теплоутилизатор, разработанный в БГАТУ на кафедре энергетики, состоит из стеклянных труб, расположенных вертикально в металлическом корпусе.
Предусмотрены шахматный пучок стеклянных труб, по которым сверху– вниз движется удаляемый вытяжной воздух. В горизонтальном направлении трубы омываются приточным (наружным) воздухом, более холодным.
Таким образом организуется перекрестный ток вытяжного и приточного воздуха.
Теплообмен в трубах характеризуется уравнением (8.10).
В условиях поперечного омывания шахматных пучков труб при103 < 
< 105
, (9.1)
Где 
– поправочный коэффициент, учитывающий особенности расположения труб.
Для шахматных пучков:
– при 
находят 
;
– при 
принимают = 1,12.
Скорость среды определяют в наиболее узком сечении аппарата, определяющим размером является наружный диаметр труб, определяющей температурой – температура среды.
Формула (9.1) применима к третьему и последующим рядам пучка. Теплоотдача первого ряда составляет в шахматном пучке 60%, второго ряда – 70% от теплоотдачи третьего ряда.
Теплообмен в условиях совместного тепло — и массообмена при конденсации водяных паров из состава вытяжного воздуха рассчитывают по уравнениям «сухого» теплообмена с введением коэффициента влаговыпадения 
.
Расчет параметров воздуха с учетом влаговыпадения рассмотрен выше (см. раздел 4).
Методика расчета теплоутилизатора подробно изложена в ранее изданных методических указаниях [4]. Здесь же приведен пример расчета.
Контрольная задача 4
Выполнить расчет стеклотрубного теплоутилизатора систем вентиляции производственных помещений.
Определить число трубок, компоновку трубного пучка и основные размеры теплоутилизатора.
Исходные данные приведены в таблице 9.1. Расход вытяжного воздуха 
, м3/ч, высоту трубок 
, м, и их внутренний диаметр 
принять по последней цифре номера шифра (варианта), а коэффициента эффективности 
и параметры вытяжного воздуха (температуру 
и относительную влажность 
) – по предпоследней цифре номера шифра (варианта).
Расстояние в свету между соседними трубками в ряду 
= 0,01 м, толщина стенок трубки 
= 0,5 мм, температура наружного приточного воздуха
= – 24 ºС, его энтальпия 
= – 23,5 кДж/кг.
Найти потери давления по трактам приточного и вытяжного воздуха.
Таблица 9.1. Исходные данные
|
Последняя цифра шифра |
М3/ч |
М |
М |
Предпоследняя цифра шифра |
|
ºС |
% |
|
|
1 |
3 000 |
0,8 |
0,018 |
1 |
0,33 |
15 |
75 |
|
|
2 |
5 000 |
1,0 |
0,025 |
2 |
0,35 |
18 |
75 |
|
|
3 |
7 500 |
1,2 |
0,025 |
3 |
0,38 |
20 |
70 |
|
|
4 |
10 000 |
1,0 |
0,028 |
4 |
0,4 |
25 |
80 |
|
|
5 |
15 000 |
1,2 |
0,028 |
5 |
0,42 |
22 |
70 |
|
|
6 |
3 000 |
1,0 |
0,02 |
6 |
0,33 |
22 |
70 |
|
|
7 |
5 000 |
0,8 |
0,018 |
7 |
0,35 |
25 |
80 |
|
|
8 |
7 500 |
1,0 |
0,02 |
8 |
0,38 |
18 |
75 |
|
|
9 |
10 000 |
1,2 |
0,028 |
9 |
0,4 |
20 |
70 |
|
|
0 |
15 000 |
1,5 |
0,032 |
0 |
0,38 |
15 |
75 |
,