2. 1. Модели та с сосредоточенными и распределенными параметрами

В моделях с сосредоточенными параметрами пространственные изме­нения величин не анализируются и теплофизические свойства теплоносите­лей, а следовательно, коэффициенты теплоотдачи считаются однородными во всем объеме ТА. Модели с распределенными параметрами в отличие от предыдущих учитывают детальные изменения режима переноса теплоты при движении от одной координаты поверхности к другой. Модели ТА с сосредоточенными параметрами проще, чем модели с распределенными параметрами, но последние более точны с методологической точки зрения, поскольку позволяют рассматривать ТА как очень большое число сложно соединенных между собой микротеплообменников, в пределах элементов поверхностей которых или срабатываемых температурных перепадов теплофизические свойства теплоносителей можно с большой достоверностью при­нимать постоянными.

Модели с распределенными параметрами используют в интервально-итерационных расчетах, которые аналогичны численному интегрированию дифференциальных уравнений теплопередачи и теплового баланса с изменяющимися в ходе каждой итерации граничными условиями. Чаще всего в алгоритм интервально-итерационных расчетов заложены конечно-раз­ностные процедуры, в соответствии с которыми теплообменная поверх­ность или температурный перепад разбивается на большое число элементов (интервалов), рассчитать которые за один проход невозможно ввиду не­определенности значений концевых температур элемента или его поверх­ности.

Модели с распределенными параметрами находят применение при выполнении исследовательских расчетов для повышения их точности, а также в тех случаях, когда требуется проанализировать влияние изменения како­го-либо параметра, например расхода теплоносителя, по сечению или по длине ТА.

Модели с сосредоточенными параметрами распространены в интеграль­ных расчетах (расчетах ТА в целом), которые необходимы на всех стадиях проектирования ТА. При конструировании моделей с сосредоточенными параметрами встает проблема согласования условных значений среднего по поверхности коэффициента теплопередачи и среднего температурного напораt_ср, которая решается путем соответствующего расчета опреде­ляющих температур.

2. 2. Определяющие температуры

Определяющими называют температуры t₁иt₂, с помощью которых рассчитывают коэффициент теплопередачи, согласующийся со средним температурным напоромt_ср.

Самый простой метод расчета определяющих температур t₁иt₂основан на линейной концепции изменения температур теплоносителей по поверх­ности ТА. В соответствии с этим определяющую температуру теплоносите­ля, наиболее слабо изменяющего свои теплофизические свойства, например, вследствие небольшого перепада температур, рассчитывают как среднюю арифметическую температуру на входе данного теплоносителя в аппарат и выходе из него, а определяющую температуру другого теплоносителя находят путем прибавления или вычитания среднего температурного напо­ра.

Рис. 2. 1. Алгоритм итерационного цикла

2. 3. Проектные расчеты рекуперативных та

Проектный расчет включает совокупность вычислительных операций, необходимых для выбора рекуперативного ТА из типоразмерных рядов или конструирования нового, компонуемого из стандартных (нормализо­ванных) узлов.

Методика упрощенного расчета. При проектировании ТА без использо­вания ЭВМ выполняют поверочный расчет, осуществляемый за несколько итераций. Этот расчет основан на схеме "жизненного" цикла рекуперативно­го ТА (рис. 2.2).

Рис. 2. 2. Схема «жизненного» цикла рекуперативного ТА