7464

50

подъеме насосом жидкости с разрывом струи на высоту Н учитывается гидро-

статическое давление столба жидкости

ргс Hρжg	(5.45)
где g– ускорение свободного падения.
Следовательно, необходимый располагаемый перепад давлений, созда-
ваемый насосом, должен быть равен:
pр = pто + pтр + pгс	(5.46)

	соответствующее значение необходимого напора					Н, м, создаваемого насосом,
	определяют из выражения
	Нр		ро			(5.47)
			ρжg
	МощностьN, кВт, на валунасоса иливентилятора определяют по формуле:
	N	G pp				(5.48)
		1000ρηн

где G – расход рабочей среды, кг/с; pр – гидравлическое сопротивление аппа-

рата, Па; ρ – плотность рабочей среды, кг/м3; н – КПД насоса или вентилятора.

Гидравлическое сопротивление p, Па, насадок в скруббере или ректифи-

кационной колонне определяется по формуле

p	4 Hρg		2
		o		(5.49)
	dг 2Sж	2

где – коэффициент гидравлического трения; H – высота слоя насадки, м; dг –

гидравлический диаметр насадки, м; ρ – плотность газа, кг/м3; ωо – скорость на-

бегающего потока газа, м/с; Sж – площадь среднего живого сечения насадки – величина, численно равная свободному объему насадки Vсв, м2/м2. Коэффици-

ент трения сухих (неорошаемых) насадок для турбулентного режима при

Re > 40λ равен 4/Re0,2; для ламинарного режима при Re < 40λ равен 35/Re. Кри-

терий Рейнольдса для насадок

Re	odг		dг	(5.50)
			ν
	νVсв

51

где o действительная скорость движения газа в насадке, м/с.

Vсп

Оптимальная скорость теплоносителя в теплообменнике выбирается ис-

ходя из технико-экономических соображений. С повышением скорости тепло-

носителя растет коэффициент теплопередачи, уменьшаются размеры и соответ-

ственно стоимость теплообменника. В то же время увеличивается расход элек-

троэнергии на перекачку теплоносителя.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ

САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

1.Что такое объект эксперимента? Каковы его основные свойства?

2.Для чего в процессах моделирования применяются критерии подобия?

3.Какие из критериев подобия отвечают за перенос теплоты конвекцией?

4.Что из себя представляют граничные условия 2-го рода при описании процесса конвективного тепломассообмена?

5.В каких ситуациях применяется физическое моделирование тепловых процессов?

6.Дайте определение понятию алгоритм решения задачи.

7.Что такое вероятностный алгоритм?

8.Какие основные способы описания алгоритмов вы знаете?

9.Какие физические факторы влияют на коэффициент теплопередачи водо-водяного теплообменника?

52

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Блохин, А. В. Теория эксперимента: Курс лекций. В 2 ч. / А. В. Блохин.

–Минск.: БГУ. 2002. – 68 с.

2.Бойко, Е.А. Математическое моделирование теплоэнергетических за-

дач на ЭВМ / Е.А. Бойко, Д.Г. Дидичин, П.В. Шишмарев: изд. КГТУ. Красно-

ярск, 2001. – 127 с.

3. Бойко, Е.А. Применение ЭВМ для решения теплоэнергетических задач:

Учебное пособие. / Е.А. Бойко. – Красноярск: Изд. «Сибирский промысел». 2001 – 202 с.

4.Голубков, Б.Н. Теплотехническое оборудование и теплоснабжение промышленных предприятий / Б.Н. Голубков, О.Л. Данилов, Л.В. Зосимовский

идр.; Под ред. Б.Н. Голубкова:– 2-е изд. перераб.– М.: Энергия, 1979 г.– 544 с.

5.Гришин, A.M. Математическое и физическое моделирование тепловой защиты / A.M. Гришин, А.Н. Голованов, В.И. Зинченко, К.Н. Ефимов, А.С

Якимов: Томск: Изд-во Том, ун-та, 2011. – 358 с.

6.Кирпичев, М.В. Моделирование тепловых устройств / М.В. Кирпичев,

М.А. Михеев; Изд-во АН СССР – Москва, Ленинград, 1936. – 320 с.

7. Маслов, В.П. Математическое моделирование процессов тепломассо-

обмена / В.П. Маслов, В.Г. Данилов, К.А. Волосов; – М.: Наука, Гл. ред. физ.-

мат. лит., 1987. – 352 с.

9. Табунщиков, Ю.А., Математическое моделирование и оптимизация те-

пловой эффективности зданий / Ю.А. Табунщиков, М.М. Бродач: – М.: АВОК-

ПРЕСС 2002. – 194 с.

53

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………….…………….	3
1. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ……………………………………….…..	8
1.1. Уравнения конвективного тепломассообмена ……..……….……..	8

1.2.Анализ размерностей…………………………………….…………….. 10

1.3.Физическое моделирование……...……………………………………. 12

2.ИЕРАРХИЯ ЗАДАЧ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ………………………………………. 20

3.АЛГОРИТМИЗАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ………………. 25

3.1.Способы описания алгоритмов………………………………….……. 27

3.2.Структуры алгоритмов………………………………………………… 29

3.3.Технология решения задач с использованием компьютера……….... 29

3.4.Пример построения алгоритма……………………………………….. 31

4.ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛЕЙ ТЕПЛОМАССООБМЕННОГО ОБОРУДО- 32

ВАНИЯ…………………………………………………………………………..

5.ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ РАСЧЕТА ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОМАССООБМЕНА……………………………………………………… 39

5.1.Теплоотдача вертикальной трубы……………………………………. 39

5.2.Теплоотдача при омывании пучков труб……………………………. 42

5.3Теплопередача в теплообменных аппаратах…………………………. 43

5.3.1 Тепловой расчет…………………………………………………. 43 5.3.2. Гидравлический расчет………………………………………… 48

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ………………………………………………………………..……….. 51 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………..……………….. 52

Дыскин Лев Матвеевич

Морозов Максим Сергеевич

МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ

Учебно-методическое пособие по подготовке к практическим занятиям

(включая рекомендации по организации самостоятельной работы) по дисциплине «Моделирование и алгоритмизация задач теплоэнергетики»

для обучающихся по направлению подготовки 13.04.01 Теплоэнергетика и теплотехника профиль Тепломассообменные процессы и установки

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет» 603950, Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65.

http://www. nngasu.ru, [e-mail]