Теплообменное оборудование 4- 3

4.1 Воздушный холодильник

С помощью операции Воздушный холодильник программа ХАЙСИС позволяет рассчитывать охлаждение (или нагрев) технологического потока атмосферным воздухом. Подача воздуха на пучки труб осуществляется с помощью одного или нескольких вентиляторов. Расход воздуха может быть задан или рассчитан. Спецификации, задаваемые для расчета воздушного холодильника, могут включать:

•Величина K*F (U*A) - произведение поверхности теплообмена на коэффициент теплопередачи.

•Общий расход воздуха

•Температура воздуха на выходе

4.1.1 Теория

Стационарный режим

Операция Воздушный холодильник использует те же основные уравнения,

что и операция Теплообменник. Кроме того, Воздушный холодильник

может рассчитать расход воздуха, исходя из информации, заданной для вентиляторов.

Операция рассчитывает тепловой баланс между охлаждаемым технологическим потоком и воздухом. Уравнения теплового баланса выглядят следующим образом:

	Мвозд(Нвых-Нвх)возд=Мпот(Нвх-Нвых)пот	(4.1)
где	Мвозд = массовый расход воздуха
	Мпот = массовый расход технологического потока
	Н = энтальпия

Тепловая нагрузка Q рассчитывается, исходя из общего коэффициента теплопередачи, поверхности теплообмена и среднелогарифмического температурного напора:

	Q = -UADTLMFt	(4.2)
где	U = общий коэффициент теплопередачи
	А = поверхности теплообмена

DTLM = среднелогарифмический температурный напор Ft = поправочный множитель

Поправочный множитель к среднелогарифмическому напору Ft определяется. Исходя из геометрии и конфигурации аппарата.

Использование программы ACOL

В стационарном режиме при расчете воздушного холодильника можно обратиться к специализированной программе ACOL. Для этого воспользуйтесь закладкой HTFS-ACOL.

Программа ACOL должна быть предварительно установлена на компьютере.

4 - 4 Теплообменное оборудование

Динамический режим

Теплопередача

Операция Воздушный холодильник использует те же основные уравнения, что и операция Теплообменник. Расчет воздушного холодильника основан на энергетическом балансе воздушного и охлаждаемого потоков. Для противоточного воздушного холодильника выражение энергетического баланса выглядит следующим образом:

M пот

где

	(Нвх − Нвых )пот − Мвозд (Нвых − Нвх )возд = ρ	d(VHвых )пот
		dt

Мвозд = массовый расход воздуха Мпот = массовый расход технологического потока ρ = плотность Н = энтальпия

V = объем трубы воздушного холодильника

Гидравлическое сопротивление

Гидравлическое сопротивление воздушного холодильника можно определить одним из способов:

Установите флажок в поле Сопротивление и задайте величину гидравлического сопротивления.

Установите флажок в поле Общий k и задайте величину k, определяющую соотношение расход – давление. Если величина k не известна, нажмите кнопку Рассчитать k. Перед этим убедитесь, что задано ненулевое сопротивление аппарата.

Если выбран последний вариант, то значение k используется для определения потерь на трение и расход потока через аппарат. Соотношение выглядит следующим образом:

flow = плотность×k P1 − P2

(4.4)

Это выражение, использует гидравлическое сопротивление аппарата без учета статического напора. Величина Р1-Р2, определяющая потери на трение, используется для определения величины k.

Динамические спецификации

Обычно для расчета воздушного холодильника программе требуется три спецификации:

Динамическая	Описание
спецификация
Общий K*F	Произведение поверхности теплообмена на
	коэффициент теплопередачи. Эта величина должна
	быть задана в динамическом режиме - либо на
	странице Параметры закладки Данные, либо на
	закладке Расчет.
Информация о вентиляторе	На закладке Расчет необходимо задать следующую
	информацию:
	•	требуемая скорость
	•	проектная скорость
	•	проектный расход

			Теплообменное оборудование 4- 5
		•	максимальное ускорение или
		•	текущий расход воздуха
	Гидравлическое	Задайте либо общее гидравлическое сопротивление,
	сопротивление	либо значение k воздушного холодильника. Это
		можно сделать либо на закладке Динамика, либо на
		закладке Спецификации.

4.1.2 Специализированное окно операции Воздушный холодильник

Добавить операцию в расчет можно следующим образом:

1В меню Схема выполните команду Добавить операцию (F12). Откроется окно выбора операции.

2Среди Групп операций выберите Теплообменное оборудование.

3Из списка имеющихся операций выберите AirCooler (Воздушный холодильник).

4Нажмите кнопку Добавить. Откроется специализированное окно операции.

ИЛИ

1В меню Схема выполните команду Касса объектов (F4).

2Дважды щелкните по иконке Воздушный холодильник. Откроется специализированное окно операции

Чтобы сделать операцию неактивной, отметьте флажок Отключить. ХАЙСИС не будет рассчитывать эту операцию пока Вы снова не активизируете ее, убрав флажок.

4.1.3 Закладка Данные

Эта закладка открывает доступ к следующим четырем страницам:

•Соединения

•Параметры

•Перем.пользователя

•Примечания

4 - 6 Теплообменное оборудование

Страница Соединения

На этой странице задаются имена входного и выходного технологических потоков. В поле Имя можно изменить название аппарата, которое программа присваивает по умолчанию. Страница соединений приведена на следующем рисунке:

Страница Параметры

На этой странице выводится следующая информация:

Параметры	Описание
Модель	Предоставляется выбор из двух вариантов: HYSYS-Engines,
	либо HTFSEngines. Последний вариант предлагается только в
	случае, когда на компьютере установлена лицензированная
	программа ACOL 6.4. При этом появляется возможность
	обращаться к этой программе при работе HYSYS.
Сопротивление	Можно задать гидравлическое сопротивление со стороны
	технологического потока. Если пользователь задает давление
	входного и выходного потоков, то гидравлическое
	сопротивление будет определено как разность. С потоком
	воздуха гидр.сопротивление не связано - давление воздуха
	принимается равным атмосферному.
Общее K*F	Произведение общего коэффициента теплопередачи на
	поверхность теплообмена. Тепловая нагрузка воздушного
	холодильника пропорциональна среднелогарифмической
	разности температур, а величина K*F служит коэффициентом
	пропорциональности. Он может быть задан пользователем,
	либо рассчитан программой.
Конфигурация	В падающем списке можно выбрать один из семи вариантов
	конфигураций трубного пучка. На основе этого выбора
	программа рассчитывает величину Ft - поправочного
	коэффициента к среднелогарифмической разности температур.
Т воздуха	Температура воздуха на входе и выходе может быть задана
вход/выход	пользователем или рассчитана программой.
P воздуха на	Давление воздуха на входе по умолчанию принимается равным
входе	1 атм.