3.4. Приклади розрахунків теплообмінного

обладнання

Задача 3.1. Виконати тепловий розрахунок вертикального кожухотрубного регенеративного теплообмінного апарата парової холодильної машини, якщо її холодильна продуктивність =100кВт; температура кипіння робочого тіла =268К; температура конденсації =313К; температура пари на вході в компресор =283К; температура рідини перед дроселюванням =302К; Робоче тіло – R12; Витрата робочого тіла =0,8285кг/с; теплове навантаження на теплообмінник =9,1135кВт.

Розрахунок

1. Фізичні властивості рідкого робочого тіла (R12) визначаємо з [7] за середньою температурою =307,5К:

- густина =1255кг/м³; теплоємність =991Дж/(кг·К);

- коефіцієнт теплопровідності =0,0654Вт/(м·К);

- коефіцієнт динамічної в’язкості =0,246·10^-3Па·с;

- коефіцієнт кінематичної в’язкості =0,1927·10^-6м²/с;

- коефіцієнт температуропровідності =0,5168·10^-6м²/с.

2. Фізичні властивості парів R12 визначаємо з [7] за середньою температурою =275,5К:

- густина =14,5кг/м³;

- теплоємність =611,3Дж/(кг·К);

- коефіцієнт теплопровідності =0,9159·10^-2Вт/(м·К);

- коефіцієнт динамічної в’язкості =12,177·10^-6Па·с;

- коефіцієнт кінематичної в’язкості =0,634·10^-6м²/с;

- коефіцієнт температуропровідності =0,776·10^-6м²/с.

Пара

R12

Пара

R12

Рідкий

R12

Рідкий

R12

Рис. 3.15. Вертикальний кожухотрубний

регенеративний теплообмінний апарат

3. Основні розміри, що характеризують поверхню теплообміну апарату: труби мідні, гладкі; внутрішній діаметр труби м; зовнішній діаметр труби м.

Теплообмінні труби навиваються на сердечник (витискувач, що має зовнішній діаметр мм, з труби 219x6мм) в три ряди з відстанню між суміжними рядами по центрах труб мм. Товщина дистанційних пластинок δ=4мм. Число паралельно включених труб n=6.

Таблиця 3.2

Основні розміри змійовика

Величина	Позначення або розрахункова формула	Числове значення для ряду змійовиків
		1	2	3
Діаметр витка, мм		247	303	359
Кількість труб в ряді	z		2
Крок одного витка, мм			48
Довжина витка, мм		777	953	1128
Кількість витків		5,39	4,4	3,7
Висота навивки, мм		259	211	178

4. Площа трубного простору

м².

5. Швидкість руху рідини в трубах

м/с.

6. Число Рейнольдса

.

Число Прандтля .

7. Число Нуссельта для турбулентного режиму руху рідини в змійовиках

де - середній радіус міжтрубного простору:

м,

де - середній діаметр міжтрубного простору:

м,

де - розрахунковий діаметр кожуха апарата:

м,

де m=3 - кількість трубних рядів.

Як кожух використовують трубу 426 10мм.

Тоді =0,406 м.

8. Коефіцієнт тепловіддачі з боку рідини

Вт/( К).

9. Швидкість пари в міжтрубному просторі

10. Число Рейнольдса

Число Прандтля .

10. Число Нуссельта для турбулентного руху пари

11. Коефіцієнт тепловіддачі з боку пари

Вт/( К).

12. Коефіцієнт теплопередачі, віднесений до внутрішньої поверхні труб

13. Площа поверхні теплообміну (внутрішньої)

.

14. Загальна довжина теплообмінної труби

м.

Конструктивна довжина труби м.

Характеристика навивки змійовика наведена в табл. 3.2.

Задача 3.2. Виконати гідравлічний розрахунок вертикального кожухотрубного теплообмінного апарата, тепловий розрахунок якого проведений в задачі 3.1.