Гидравлика теплообменника по сторонам

Результат нужен для подбора насоса, проверки допустимого перепада на аппарате и поиска стороны, которая ограничивает рабочий расход.

Если потери давления оусловияены правильно, насос не будет постоянно работать на пределе, а теплообменник сможет передавать расчётное количество тепла.

Поток через теплообменник движется по двум независимым гидравлическим сторонам. Для каждой стороны сначала находят площадь живого сечения A = πd²/4 и среднюю скорость v = Q/(3600A), если расход Q задан в м³/ч, а диаметр d — в миллиметрах после перевода в метры. Затем потери давления складывают из линейной и местной частей: ΔP = R·L + Σζ·ρv²/2. Здесь R — удельное сопротивление трения в Па/м, L — расчётная длина, Σζ — сумма коэффициентов местных сопротивлений, ρ — плотность среды. Введённые R и Σζ должны уже соответствовать выбранной геометрии, шероховатости и режиму потока. Нельзя одновременно включать одну и ту же потерю в R и в Σζ.

Расчёт выполняется отдельно для горячего и холодного контуров, потому что у них различаются расходы, плотности, диаметры и сопротивления. Общий напор насоса определяют не простым сложением всех аппаратов вне схемы, а по расчётному кольцу: учитывают трубопроводы, запорную и регулирующую арматуру, фильтры, теплообменник и перепад высот, если он влияет на контур. Для закрытого циркуляционного контура статическая высота сама по себе не является постоянной добавкой к напору, но влияет на давление заполнения и кавитационный запас. Результат калькулятора — предварительная оусловияка потерь по заданным коэффициентам. Для пластинчатого аппарата паспорт обычно задаёт допустимый перепад и фактическую характеристику каналов; для кожухотрубного аппарата нужны данные по трубному и межтрубному пространствам. При изменении вязкости, температуры, содержания гликоля или загрязнения сопротивление меняется.

Поэтому расчётную точку сверяют с паспортом, а насос выбирают по расходу, напору и рабочей точке, а не только по одному максимальному значению. При практической проверке полезно разделять потери внутри аппарата и потери в присоединённых патрубках. Давление измеряют после стабилизации расхода, а свойства жидкости берут при её средней температуре. Для воды и раствора гликоля одинаковый расход не означает одинаковую скорость и сопротивление. Если расчёт используется для выбора насоса, рабочую точку наносят на его характеристику и проверяют, что запас по кавитации сохраняется при минимальном давлении на входе.