у днищі сальника
4 .
У теплообміннику з U - образними трубами (рис. 3.д) обидва кінця труб закріплені в одній трубної решітці. Кожна труба може вільно подовжуватися незалежно від інших; при цьому температурні напруга не виникають.
У теплообміннику з подвійними трубами (рис. 3.е) кожен з теплообмінних елементів складається з двох труб: труби 6 з закритим нижнім кінцем і розташованої всередині неї труби 7 з відкритими кінцями. Верхній кінець труби 7 закріплений у верхній трубної решітці, верхній кінець труби 6 - у нижній трубної решітці. Теплоносій пЃ‰ надходить в трубу 7 зверху і, пройшовши її, рухається далі по кільцевому каналу між трубами 6 і 7 . Теплообмін між теплоносіями пЃ‰ і пЃ‰ пЃ‰ здійснюється через стінку труби 6 . Кожна з труб 7 і 6 може вільно подовжуватися без виникнення температурних напруг. Дуже важливим фактором, що визначає роботу теплообмінників, є швидкість руху теплоносіїв. При збільшенні швидкості зростає інтенсивність теплообміну, але збільшується гідравлічний опір. Оптимальні швидкості зазвичай відповідають сталому турбулентному режиму руху теплоносіїв і в більшості випадків лежать в межах 0,1 ... 2 м/с для рідин та 2 ... 20 кг/(м 2 пѓ— с) - для газів.
2. Розрахунок теплообмінника
Завдання на проектування. Спроектувати і розрахувати кожухотрубний теплообмінник для підігріву води за наступними даними:
Труби сталеві, тиск гріючої насиченої водяної пари в міжтрубномупросторі р г.п. = 4 кгс/см 2 , масовий витрата води в трубному просторі G в = 25 кг/с, швидкість руху води по трубах w в = 1 м/с, початкова температура води t н = 29 0 С, кінцева температура води t до = 81 0 С
Процес передачі теплоти від гарячого теплоносія холодного, враховує тепловіддачу від гарячого теплоносія стінці, теплопровідність стінки і тепловіддачу від стінки до холодного теплоносія підпорядковується основному рівнянню теплопередачі, яке для сталих процесів і одиниці часу має вигляд:
Q = KFt cp (Вт), (1)
де К - коефіцієнт теплопередачі пЃ› Вт/(м 2 пѓ— К) пЃќ; пЃ„ t ср - середня різниця температур між теплоносіями пЃ› 0 З або К пЃќ; F - площа поверхні теплообміну пЃ› м 2 пЃќ.
, (2)
Орієнтовні значення коефіцієнтів тепловіддачі при конденсації водяної пари пЃЎ 1 = 4000 ... 15000 Вт/(м 2 К), а для води, проходить по трубному простору пЃЎ 2 = 1200 ... 5800 Вт/(м 2 К).
Орієнтовні значення коефіцієнтів теплопередачі від конденсується пара до води К = 800 ... 3500 Вт/(м 2 К).
Цими значеннями зазвичай користуються в попередніх та перевірочних розрахунках.
Площа теплопередающей поверхні теплообмінника визначають з рівняння (1)
(3)
Тут кількість теплоти Q визначається з рівнянь теплового балансу. Коефіцієнт теплопередачі К - за формулою (2), а коефіцієнти тепловіддачі визначають за емпіричними формулами або через число Нуссельта Nu по рівнянням подоби. Середню різницю температур t ср визначають за середньоарифметичної або середньо-логарифмічною формулами.
3. Тепловий розрахунок теплообмінника
Тепловий розрахунок теплообмінника полягає у визначенні площі теплопередающей поверхні теплообмінника за формулою (3), тобто в попередньому визначенні величин Q, K, пЃ„ t cp . Для цих розрахунків необхідно визначити фізичні параметри теплоносіїв.
Фізичні параметри теплоносіїв
Фізичні параметри теплоносіїв:
для води - теплоємність, коефіцієнт теплопровідності, щільність, коефіцієнт в'язкості;
для пари - питома теплота пароутворення.
Для гарячого теплоносія (пара) цей параметр визначають по таблиці 2 або 3 додатка при температурі плівки конденсату. Це температура приблизно на 3 0 С нижче температури пари, що гріє, яку визначають по заданому тиску пари р г.п. (табл. 3). Для холодного теплоносія (води) фізичні параметри визначають при середній температурі води табл. 1). p> Для визначення фізичних параметрів часто використовують метод інтерполяції, що припустимо для інженерних розрахунків.
Визначення теплового навантаження апарату і витрати гарячого теплоносія
Теплове навантаження апарату і витрата гарячого теплоносія визначаємо з рівняння теплового балансу при нагріванні холодного теплоносія при конденсації...
