1.4. Визначення розрахункової площі поверхні теплообміну
У апаратах з прямо-або протитечійним рухом теплоносіїв середня різниця температур потоків визначається як среднелогаріфміческая між більшою і меншою різницями температур теплоносіїв на кінцях апарату, ([7]):
(1.23)
(Вє С);
де - велика різниця температур, Вє С, (Вє С) (див. рис1),
- менша різниця температур, Вє С, (Вє С) (див. рис1). p> Графік зміни температур теплоносіїв при протитоку, ([7], рис. П1.2)
В
Рис.1. Графічна залежність для визначення більшої і меншої різниці температур теплоносіїв
При складному взаємному русі теплоносіїв, наприклад при змішаному і перехресному струмі в багатоходових теплообмінниках, середня різниця температур теплоносіїв визначається з урахуванням поправки ([7]):
(1.24)
(Вє С)
Для знаходження поправочногокоефіцієнта обчислюються допоміжні коефіцієнти P і R ([7]):
(1.25)
В
(1.26)
В
За отриманими значеннями коефіцієнтів P і R визначаємо поправочний коефіцієнт ([5]). p> Поверхнева щільність теплового потоку, Вт/м ВІ, ([7]):
(1.28)
(Вт/м ВІ)
З основного рівняння теплопередачі визначається необхідна поверхня теплообміну, м ВІ, ([7]):
(1.29)
(м ВІ)
За розрахованої площі і заданому діаметру труб вибирається стандартний теплообмінний апарат ([1]):
Параметри кожухотрубчасті теплообмінника звареної конструкції з нерухомими трубними гратами (ГОСТ 15118-79, ГОСТ 15120-79, ГОСТ 15122-79).
Таблиця 1
Діаметр кожуха, мм
Діаметр труб, мм
Число ходів
Загальна кількість труб, шт.
Поверхня теплообміну (в м 2 ) при довжині труб, м
Площа перерізу потоку 10 -2 м 2
Площа перерізу одного ходу по трубах, 10 -2 м 2
У вирізі перегородок
Між перегородками
3
400
20 Г— 2
2
166
31
1,7
3
1,7
перераховуються швидкості руху і критерій Рейнольдса для гріє і нагрівається теплоносіїв, м/с, ([7]):
(1.30)
(м/с)
(1.31)
(м/с)
де - площа перерізу одного ходу по трубах, м 2 , (м 2 )
- площа перерізу міжтрубному простору між перегородками, м 2 , (м 2 )
(1.32)
В
(1.33)
В
1.5 Конструктивний розрахунок теплообмінного апарату
Визначається кількість труб в теплообміннику, ([7]):
(1.34)
(шт.)
де - площа поверхні теплообміну стандартного теплообмінника, м 2 , (м 2 );
- довжина труб одного ходу стандартного теплообмінного апарату, м, (м).
За умові труби по перетину трубної решітки розташовані по вершин рівносторонніх трикутників. Кількість трубок, розташованих по сторонах більшого шестикутника, ([7]):
(1.35)
(шт.)
Кількість трубок, розташованих по діагоналі шестикутника, ([7]):
(1.36)
(шт.).
Число рядів труб, що омиваються теплоносієм в міжтрубному просторі, наближено можна прийняти рівним 0,5 В· b, тобто, ([7])
(1.37)
В
Для стандартних труб із зовнішнім діаметром рівним 20мм, розміщених по вершинах рівносторонніх трикутників, при розвальцьовуванні приймають крок між трубами ([7], стор.12):
t = (1,31,6),
t = 1,4 В· 20 = 28 (мм)
Розраховану величину кроку між отворами в трубній решітці порівнюють з стандартними значеннями ([1])
Внутрішній діаметр кожуха двоходового теплообмінника, мм, ([7]):
(1.38)
(мм)
де - коефіцієнт заповнення трубної решітки, приймається рівним 0,6 - 0,8.
1.6 Визначення температури поверхні стінок труби
Термічне опір тепловіддачі від гріючого теплоносія д...
