Задача 4. Расчет двухходового трубчатого воздухоподогревателя
В трубчатом двухходовом теплообменнике холодный теплоноситель (воздух) в количестве G2 = 40 должен нагреваться от
Горячий теплоноситель (дымовые газы) в количестве G1=36 движется внутри труб диаметром d2 /dt=44/40 со средней скоростью
ω1=11; λ=40 Коэффициент теплопроводности материала, из которого изготовлены трубки. Температура дымовых газов на входе в теплообменник t1’ = 4100 С на выходе t2"=270 (одна из четырех температур неизвестна).
Воздух движется поперек трубного пучка со средней скоростью в узком сечении пучка ω2=11. Заданы расположение труб в пучке и шаги: поперечный
δ1 = S1/d2 =1,4 и продольный δ2 = S2/d2 =1,8
Потери теплоты составляют ∆%=2,0.
Определить необходимую поверхность нагрева, длину труб в одном ходе и количество труб, расположенных поперек и вдоль потока холодного теплоносителя.
Расчетная часть.
1.Определим среднюю температуру воздуха.
При этой температуре физические свойства воздуха
;
;
;
;
Определяем количество получаемой теплоты
∆ = 2%,
2.Прининимаем температуру дымовых газов на выходе
При этой температуре 2820С выписываем физические свойства дымовых газов из таблицы:
;
;
;
;
3.Определение температурного напора
4 .Определение коэффициентов теплоотдачи
Число Рейнольдса для потока газов
-режим движения переходный, следовательно
Для расчета коэффициента теплоотдачи поступают следующим образом.
Определяется эффективная степень черноты поверхности
Где , принимаем
-коэффициент излучения абсолютно черного тела.
Эффективная толщина излучающего слоя при движении газов внутри труб
5.Определение коэффициента теплопередачи
6.Определение размеров воздухоподогревателя
Общая длина труб
Поверхность нагрева воздухоподогревателя (рассчитываем по среднему диаметру , т.к. коэффициенты теплоотдачи одного порядка)
Общее число труб
Высота трубы в одном ходе
Живое сечение для прохода воздуха
Число труб, расположенных поперек потока
Число труб, распложенных вдоль потока