- •1. Исходные данные
- •2. Интерполяция для воздуха
- •3. Расчет температур и расходов
- •4. Расчет коэффициента теплопередачи k
- •5. Компоновка трубного пучка
- •6. Сопротивление при течении воды в трубах
- •7. Сопротивление при течении воздуха сквозь трубные пучки
- •Тепловой и гидравлический расчет теплообменных аппаратов
3. Расчет температур и расходов
1) температура воздуха на выходе из воздухоохладителя
t1"= 26 0C
2) количество теплоты передаваемое через поверхность теплообмена
Q=G1Cp1 24∙1009∙(150-26)= 3002784 Вт
где Сp1 ( при температуре 88 0С)
3) расход воды
G2= кг/с
где Ср2( при температуре 21 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= =0,028635 м
где Fc-площадь гладкой поверхности оребренной трубы
Далее идет повторяющаяся часть расчетов
Пример расчета с с1=5 м/с:
1) Re1 = ;
=361 K; ;
;
ρ1= кг/м3;
Re1 =25263,39;
где R=287 Дж/(кг∙К)- газовая постоянная;
μ1=21,3∙10-6 Па∙с-динамический коэффициент вязкости;
Pr1=0,6904 ( при t=880C)
2) Nu1= ,
где n=
Cz=1 ( при при числе рядов z 4) –поправочный коэффициент на число рядов z в пучке;
Сs= - коэффициент формы пучка;
; =1,7857 -
-поперечный, продольный и диагональный относительные шаги труб в пучке;
Nu1=0,36∙25263,390,706∙0,69040,33∙1,0075∙7,059-0,5=131,365
3) =149,968 Вт/(м2К)- коэффициент теплоотдачи межреберных промежутков трубы ,
где λ1-коэффициент теплопроводности при t=880С
4) – коэффициент эффективности оребрения,
где = 0,9613– поправочный коэффициент
;
E=0,82( согласно рис.12а)-коэффициент эффективности ребра [1]
=1( при - поправочный коэффициент
=[1-(1-0,9613∙0,82)0,000511/0,00056=0,8068;
5)k -1= =780,86 Вт/(м2К);
6)F1= м2- площадь полной поверхности теплообменника.
5. Компоновка трубного пучка
1) м2-площадь сжатого сечения;
2) - коэффициент загромождения фронтального сечения;
=0,8583-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] = 29;
Тогда [a]=[n]S1=29∙0,035=1,015 => [l]=f/[a]=2,106/1,015=2,075 м – высота пучка
5) z= – число рядов трубок;
Принимаем значение [z]=31
6) b=[z]∙S2=31∙ 0,035=1,085 м – глубина трубного пучка;
Для воды:
7) 2=60,09∙10-2 Вт/(м∙К); 2=21,9 ∙10-6 м2/с; Pr2=6,86
8) м/с –скорость потока при одноходовом течении,
где ρ2= 997,95 кг/м3( при температуре воды 210С)
9) Nu2= 185,72
10) c2= -теоретическая скорость потока;
11) m= =9,12
Принимаем [m]=10 ([z]/[m]=2), тогда [c2]=[m]∙[c2`]=1,64 м/с
12) Re2= =30970,26
13)[Nu2]=0,021 =0,021 6,860,43=188,19
14)[α2]= =6079,72 Вт/(м2К);
15)[k]= Вт/(м2К);
16) < 2%
Значит, принимаем значение k=782,27 Вт/(м2К).