рячого і холодного теплоносія:
;
.
. Температура стінки (у першому наближенні):
. Знайдемо числа Прандтля для теплоносіїв при температурі стінки. Теплофізичні властивості теплоносіїв виписуємо з додатків 1 і 2, використовуючи при необхідності лінійну інтерполяцію.
Гарячий теплоносій - вода.
Виписуємо значення параметрів при температурі стінки 67 ° С:
середня щільність=978 кг/м3;
коефіцієнт теплопровідності
питома теплоємність Срст1=4,1783 кДж/(кг · К);
кінематична в'язкість
коефіцієнт об'ємного розширення
число Прандтля Prст1=2,693
Холодний теплоносій - нафта
Виписуємо значення параметрів при знайденої середній температурі 42,5 ° С:
середня щільність
коефіцієнт теплопровідності
питома теплоємність СР2=2,0 кДж/(кг · К);
кінематична в'язкість
коефіцієнт об'ємного розширення
число Прандтля
Pr2=СР2 /=8002,0103/0,18=133,3.
. Температурний напір:
. Числа Грасгофа для теплоносіїв:
для гарячого теплоносія
для холодного теплоносія
. Визначимо режими течії і виберемо формулу для числа Нуссельта:
Гарячий теплоносій
при Re1=5177,349
Так як 2300 lt; Re1 lt; 104, режим течії - перехідний, число Нуссельта обчислюється за формулою:
,
де - коефіцієнт, що визначається за величиною числа Рейнольдса (табл. 4.3).
У цьому випадку=17,121.
.
Холодний теплоносій
При Re2=1222,4
Так як Re2 lt; 2300, Gr2Pr2 lt; 8105, режим течії - ламінарно Вязкостний, число Нуссельта обчислюється за формулою:
;
Динамічна в'язкість пов'язана з кінематичною формулою
, де - щільність речовини. Звідси:
при t=tж=42,5 х С,;
при t=tст=67 х С, (тому нафта)
. Коефіцієнти тепловіддачі для гарячого і холодного теплоносіїв:
. Коефіцієнти теплопередачі:
Товщина стінки трубок:
Без накипу:
.
З накипом:
. Визначимо поверхні теплообміну:
Противоток, без накипу
Противоток, з накипом
. Поверхня теплообміну одного погонного метра пучка:
20. Довжина теплообмінника:
L=F/f
21. Число секцій:
Воно обчислюється за формулою N=L/lc, де L - довжина теплообмінника, обчислена у п.20.
Противоток, без накипу
N=35,58/5=7,116. Приймаються N=8;
Противоток, з накипом
N=35,67/5=7,134. Приймаються N=8.
. Зведена таблиця результатів теплового розрахунку:
Найменування велічіниСхема руху теплоносітеляпрямотокпротівотокСредній темпер?? урний напір, ° С - 43,993Коеффіціент теплопередачі К, кВт/(м2 · К) Без накіпі0,104С накіпью0,1037Поверхность нагріву F, м2Без накипу - 117,81С накипом - 118,102Дліна теплообмінника, мБез накипу - 35,58С накипом - 35 , 67
2.3 Рекуперативне теплообмінник з трубчастою поверхнею теплообміну (протитечія)
Малюнок 2.3.1 - Ескіз секції з основними розмірами
Малюнок 2.3.2 - Схема з'єднання секцій в теплообмінному апараті
Висновки
Теплообмінні апарати можуть мати найрізноманітніше призначення - парові котли, конденсатори, пароперегрівачі, повітронагрівачі, радіатори і т.д. Теплообмінні апарати в більшості випадків значно відрізняються один від одного як за своїми формами та розмірами, так і по застосовуваних в них робочим тілам.
Керуючись даним розрахунком теплообмінного апарата можна провести вибір типу апарату і його конструктивні розміри. Також на основі результатів розрахунку можна скласти конструктивну схему апарату.
рекуперативний теплообмінник газовий суміш
Література
1.В.В. Кузнєцова, В.А. Симаков, В.В.Репін. Тепловий розрахунок теплообмінного апарату. Методичні вказівки до розрахунково-графічної роботи з курсу «Теплопередача» для студентів денної, вечірньої та заочної форми навчання.- Уфімс. нефт. інститут, 1991 - 30 с.
2.Ф.Ф. Абузова, Р.А. Молчанова, М.А. Гіззатов Термодинамічні процеси з ідеальними вуглеводневими сумішами: Учеб. Посібник.- Уфім. нефт. інститут, 1990 - 59 с.
.Ісаченко В.П., Осипова В.А., Сукомол А.С. Теплопередача.- М .: Вища школа, 1964 - 459с.
.Я.М. Вільнер, Я.Т. Ковальов, Б.Б. Некрасов. Довідковий посібник з гідравліки, гідромашин і гід...
