х.мм

Рис. 7.21. Расчетная схема температурного поля среды в нагретой зоне вентильной секции ПУ

охлаждающего потока настолько мала, что конвективный теплообмен практически отсутствует, и если считать, что воздух прозрачен для излучения, то он может нагреваться лишь за счет теплопроводности.

Характер изменения температуры воздуха, проходящего через нагретый охладитель, показан на рис. 7.21.

Температура среды сбоку теплоотвода охладителя определяется толщиной пограничного слоя.

В соответствии с распределением температуры нагрева воздуха по толщине ламинарного пограничного слоя она 300 -

имеет параболический характер и определяется по формуле

ДП = ЛГр(1-У; АТ, = Т,-То, (7.4)

где Л-текущая координата, мм; 8-толщина пограничного слоя на расстоянии 25 мм от начала ребра охладителя;

-температура среды пограничного слоя (осредненное); 70-температура среды вне пограничного слоя.

Выражение (7.4) удовлетворяет следующим граничным условиям:

АТ = АТр при Д = 0; ДГс = 0 при Д = 5.

Температурное поле среды вокруг нагретых СПП с охладителями при наличии в вентильной секции ПУ воздухоотводящих экранов и перфораций. Для уменьшения влияния нагретого конвективного потока воздуха на СПП, которые расположены в вертикальной плоскости (в многоблочной секции ПУ), в практике конструирования иногда применяют воздухоот-водящие экраны, т. е. плоские пластины над нагретой зоной СПП для изменения направления нагретого воздушного потока.

Степень влияния экранов на перегрев СПП в ПУ определяется углом их наклона и коэффициентом перфорации стенок вертикальной секции ПУ.

Угол наклона экранов, обеспечивающий нормальный тепловой режим СПП, определяется из условия

АТАТ,,

где АТа-перепад температуры воздуха в нагретой зоне при наличии экранов над температурой воздуха вне ПУ; АТ.- перепад температуры воздуха в нагретой зоне без экранов над температурой воздуха вне ПУ.

Оптимальный угол наклона а будет при обеспечении максимального расхода потока воздуха pv, минимальном перегреве воздуха в нагретой зоне AT и площади застойных зон i.

Установим аналитическую зависимость расхода и температуры воздуха от степени нагрева системы «СПП-охладитель» при наличии воздухоотводящих экранов.

Допустим, что над и под блоком СПП наклонно под углом а (рис. 7.22) расположены экраны. Конвективный поток воздуха подходит к нагретой зоне через боковую стенку вентильной секции ПУ, обозначенную на рис. 7.22 буквами ЕА, и проходит через нагретую зону (блок) С вершинами А, В п С, D, скорость воздушного потока в которых будет ничтожно мала. В результате в вершинах этих углов

Застойная зона

/ЧННН к

7777777777Т77777ТП

Застойная зона

Рис. 7.22. Расчетная схема температурного поля среды в нагретой зоне при наличии воздухоотводящих экранов

образуются зонь. повышенных температур, которые в первом приближении можно считать ограниченными линиями АК и ED.

Перепад температуры воздуха в межреберных каналах теплоотвода охладителя при наличии воздухоотводящих экранов над температурой среды вне ПУ определяется по формуле

(7.5)

Здесь 7„= l,18 + ,ctga/(<3--ctga),

где у а-коэффициент, характеризующий нагрев среды между ребрами теплоотвода при наличии воздухоотводящих экранов; а-угол наклона экранов; 4-текущая координата вдоль нагретой зоны ребра теплоотвода; d-высота теплоотвода; а-длина теплоотвода.

Площадь эффективного воздушного тракта определяется по формуле

- ----, (7.6)

yi+(tga+rf/fl)

где h-расстояние между двумя смежными охладителями, размещенными в вертикальной плоскости при а=90°.

Целесообразность применения воздушных экранов определяется из условия, что Л„ h, где -расстояние между охладителями, размещенными в вертикальной плоскости при а=90°.

Для уменьшения высокотемпературной застойной зоны над охладителем целесообразно воздушный экран приподнять над охладителем на 15-25 мм, оставив при этом заданный угол 302