Порядок конструктивного расчета

1. Используя уравнение (8) вычисляется расход нагреваемого теплоносителя .

2. Конечная температура греющего теплоносителя определяется по формуле . Значением конечного температурного напора задаются.

3. Вычисляется средняя температура греющего теплоносителя и нагреваемого теплоносителя .

4. По средней температуре используя формулы (3)-(5) вычисляют теплопроводность , вязкость  и число Прандтля Pr для греющего теплоносителя (, , ) и нагреваемого теплоносителя (, , ).

5. Задавая скорость нагреваемого теплоносителя V₂ в пределах 1…3 м/с используя формулу (14) определяют площадь сечения внутренней трубы и внутренний диаметр трубы .

6. По из табл. 2 подбирают ближайшую трубу с размерами . Определяют фактический наружный и вычисляют фактический внутренний диаметры внутренней трубы теплообменника.

7. Задавая скорость греющего теплоносителя V₁ в пределах 1…3 м/с используя формулу (13) определяют площадь сечения внутренней трубы и внутренний диаметр наружной трубы теплообменника .

8. По из табл. 2 подбирают ближайшую трубу с размерами . Определяют фактический диаметр и вычисляют фактический диаметр наружной трубы теплообменника.

9. Вычисляется площадь живого сечения внутренней трубы и живого сечения кольцевого канала .

10. Вычисляется скорость течения нагреваемого теплоносителя и греющего теплоносителя .

11. По уравнению (1) вычисляется коэффициент теплоотдачи в кольцевом канале , а по уравнению (2) коэффициент теплоотдачи во внутренней трубе .

12. По уравнению (10) вычисляется коэффициент теплопередачи.

13. По формуле (11) вычисляется среднелогарифмический температурный напор.

14. С использованием уравнения (9) вычисляется расчетная площадь теплообменной поверхности (наружной поверхности внутренней трубы) теплообменника .

15. Задаваясь длиной секции теплообменника (1,5; 3; 4,5; 6 м) определяют число секций теплообменника . Количество секций округляется до целого значения в большую сторону (запас по площади должен быть положительным).

16. Вычисляется фактическая площадь теплообменника .

Задача 2 кожухотрубный теплообменный

Выполнить конструктивный расчет противоточного водо-водяного одноходового кожухотрубного теплообменника тепловой мощностью Q. Начальная температура греющего теплоносителя , начальная температура нагреваемого теплоносителя , конечная температура нагреваемого теплоносителя . Коэффициент теплопроводности латунных трубок принимать =105 Вт/(мК).

Таблица 1. Исходные данные

№ варианта	Q, МВт	, °С	, °С	, °С
	0,75	150	5	65
	0,85	150	10	65
	1,00	150	15	65
	1,25	150	5	65
	1,50	150	10	65
	1,75	150	15	65
	2,00	130	5	60
	2,25	130	10	60
	2,50	130	15	60
	3,00	130	5	60
	3,25	130	10	60
	3,50	130	15	60

Рекомендации к расчету теплообменника «Труба в трубе»

Внешний вид секционного кожухотрубного теплообменника приведены на рис. 1, а характеристики теплообменника в табл. 2.

Рис.1. Секционный кожухотрубный теплообменник

Таблица 2. Характеристики кожухотрубных теплообменников

Обозначение	dн, мм	H, мм	Число трубок в секции	Площадь живого сечения трубок, м^2	Межтрубное пространство		Площадь секции, м^2 длиной
					Площадь живого сечения, м^2	Эквивалент-ный диаметр, м	2м	4м
02-57хL-Р	45	200	4	0,00062	0,00116	0,0129	0,37	0,75
04-76хL-Р	57	200	7	0,00108	0,00233	0,0164	0,65	1,32
06-89хL-Р	76	240	10	0,00154	0,00327	0,0172	0,93	1,88
08-114хL-Р	89	300	19	0,00293	0,005	0,0155	1,79	3,58
10-168хL-Р	133	400	37	0,00570	0,0122	0,019	3,49	6,98
12-219хL-Р	168	500	61	0,00939	0,02139	0,0224	5,75	11,51
14-273хL-Р	219	600	109	0,01679	0,03077	0,0191	10,28	20,56
16-325хL-Р	273	600	151	0,02325	0,04464	0,0208	14,24	28,49
Трубки теплообменника латунные 161 мм.

Основные уравнения расчета кожухотрубных теплообменников

Уравнение теплового баланса

. (1)

Здесь: с – теплоемкость воды; G₁ – расход воды в межтрубном пространстве, кг/с; G₂ – расход воды в трубках, кг/с;

Уравнение теплопередачи

. (2)

F, м² – площадь теплообменной поверхности; k, Вт/(м²К) – коэффициент теплопередачи; – среднелогарифмический температурный напор.

Коэффициент теплопередачи вычисляется по формуле

, (3)

где: =0,95 – коэффициент, учитывающий теплопотери в окружающую среду (КПД теплообменника); , м – толщина внутренней трубы; , Вт/(мК) – коэффициент теплопроводности металла трубы.

Среднелогарифмический температурный напор , (4)

где - начальная и конечная температура воды в трубках (индекс 1) и воды в межтрубном канале (индекс 2).