Гидравлический расчет теплообменников
Гидравлическое сопротивление аппарата теплообмена определяет количественные потери давления для каждого из теплоносителей на входе и выходе из контуров, а также показатель энергии, которая была затрачена при перемещении двух теплоносителей через теплообменник. Требование к расчетам заключается в получении минимально возможного показателя гидравлического сопротивления перемещения теплоносителей.
Гидравлический расчет также необходим при разрешении противоположной ситуации: когда по показателям перепадов давлений производится подбор проходных сечений некоторых элементов пластинчатого теплообменника.
Гидравлические расчеты проводят для обоих теплоносителей теплообменника. Это относится к охлаждаемой жидкости в гидросистеме и охлаждающих вод/воздуха при воздушном типе охлаждения.
Чаще всего расчету гидравлического сопротивления подвергаются следующие элементы теплообменных аппаратов: изогнутые и прямые трубы, различные каналы, змеевики и пакеты труб (пластин).
Показатель местного сопротивления зависит от изменений в сечениях или формах каналов в теплообменнике. Резкое изменение скорости способствует преобразованию потенциальной энергии из кинетической. Данный процесс сопровождается частичной потерей энергии в виде тепла. Также характерен отрыв пограничного слоя и появление неупорядоченных течений и вихрей, которые провоцируют значительное рассеивание энергии в теплообменнике.
Определение коэффициента местных сопротивлений осуществляется за счет геометрии теплообменных каналов и не зависит от показателей вязкости, так как основные энергические потери вызваны действием сил инерции.;
Проведение испытаний после определения падения общего давления, выраженного в виде полных гидравлических потерь перемещения теплоносителя, и расчет расхода теплоносителя, позволяет перейти к следующему этапу. А именно, к расчету необходимой мощности перемещения рабочей жидкости через аппарат теплообмена. Она пропорциональна произведению полного гидравлического сопротивления и секундного объема жидкости.