3. Расчет температур и расходов
1) температура воздуха на выходе из воздухоохладителя
t1"= 22 0C
2) количество теплоты передаваемое через поверхность теплообмена
Q=G1Cp1 12∙1009∙(148-22)= 1526818 Вт
где Сp1 ( при температуре 85 0С)
3) расход воды
G2= кг/с
где Ср2( при температуре 19 0С)
4) среднелогарифмическй температурный напор
∆tлог=
4. Расчет коэффициента теплопередачи k
k= -1;
принимаем m>3-число ходов => ε∆t=1 и 2=6000 Вт/(м2∙0С)
1) R3( по рис. 15)=0,00028 м2∙0С/Вт ; [1]
2) коэффициент оребрения
φ= =
где -площадь полной поверхности оребренной трубы;
- площадь гладкой поверхности трубы, несущей оребрение;
3) определяющий размер пучка
l0= =0,016139 м
где Fc-площадь гладкой поверхности оребренной трубы
Далее идет повторяющаяся часть расчетов
Пример расчета с с1=5 м/с:
1) Re1 = ;
=358 K; ;
;
ρ1= кг/м3;
Re1 =9054,796;
где R=287 Дж/(кг∙К)- газовая постоянная;
μ1=21,3∙10-6 Па∙с-динамический коэффициент вязкости;
Pr1=0,691 ( при t=850C)
2) Nu1= ,
где n=
Cz=1 ( при при числе рядов z 4) –поправочный коэффициент на число рядов z в пучке;
Сs= - коэффициент формы пучка;
; =1,8972 -
-поперечный, продольный и диагональный относительные шаги труб в пучке;
Nu1=0,36∙9054,7960,6879∙0,6910,33∙1,0075∙7,057-0,5=63,735
3) =161,62 Вт/(м2К)- коэффициент теплоотдачи межреберных промежутков трубы ,
где λ1-коэффициент теплопроводности при t=850С
4) – коэффициент эффективности оребрения,
где = 0,9820 – поправочный коэффициент
;
E=0,95( согласно рис.12а)-коэффициент эффективности ребра [1]
=1( при - поправочный коэффициент
=[1-(1-0,9820∙0,95)0,000193/0,000213=0,941;
5)k -1= =585,82 Вт/(м2К);
6)F1= м2- площадь полной поверхности теплообменника.
5. Компоновка трубного пучка
1) м2-площадь сжатого сечения;
2) - коэффициент загромождения фронтального сечения;
=0,9059-коэффицент загромождения диагонального сечения
где мм
3) f= м2- полная площадь фронтального сечения пучка;
м – ширина пучка труб;
4) n= – количество труб в одном ряду
Принимаем значение [n] = 58;
Тогда [a]=[n]S1=58∙0,0248=1,438 => [l]=f/[a]=2,0403/1,438=1,419 м – высота пучка
5) z= – число рядов трубок;
Принимаем значение [z]=20
6) b=[z]∙S2=20∙ 0,0203 м – глубина трубного пучка;
Для воды:
7) 2=59,65∙10-2 Вт/(м∙К); 2=21,6 ∙10-6 м2/с; Pr2=7,27
8) м/с –скорость потока при одноходовом течении,
где ρ2=998,35 кг/м3( при температуре воды 190С)
9) Nu2= 102,59
10) c2= -теоретическая скорость потока;
11) m= =7,79
Принимаем [m]=10 ([z]/[m]=2), тогда [c2]=[m]∙[c2`]=1,7535 м/с
12) Re2= =17263,95
13)[Nu2]=0,021 =0,021 7,270,43=120,89
14)[α2]= =7069,71 Вт/(м2К);
15)[k]= Вт/(м2К);
16) < 2%
Значит, принимаем значение k=595,045 Вт/(м2К).
6. Сопротивление при течении воды в трубах
1) шероховатость в трубах ∆=4∙10-5 м
2)
3)λтр=0,032 ( по рис.16) [1]
4) - суммарный коэффициент сопротивления для одного хода по воде, где =0,5-коэффициент местного сопротивления при входе в трубу с острой кромкой;
=1,1-коэффициент местного сопротивления при выходе из трубы;
5) -общая величина коэффициента сопротивления по воде;
6) Па- потери давления, отнесенные к скорости воды в трубках;
7)N2= - мощность насоса, необходимая для прокачки воды через воздухоохладитель;