Расчет кожухотрубчатого двухходового воздухоподогревателя парового котла (стр. 4 из 5)
(36)откуда легко определяется площадь сечения трубок одного хода:
(37)где G – весовой расход рабочей среды,
w- скорость движения,
γ– удельный вес среды.
Величина площади сечения
определяется условиями размещения трубного пучка. При этом можно получить следующее соотношение: 
(38)Если сопоставить эту величину с площадью сечения трубного пространства
, то при средних значениях 
получаем: 
В случае поперечного потока среды в межтрубном пространстве полную площадь Фсв можно отнести к диаметральному продольному сечению, причем здесь
(39)где L – рабочая длина трубок.
Далее находим:
(40)где b – число трубок по диагонали периферийного шестиугольника.
В случае поперечного движения среды степень заполнения сечения трубками
(41)Обычно в теплообменных аппаратах
.Число ходов определяется на основании соотношения:
(42)либо также
(43)При этом количество перегородок
(44)В большой группе парожидкостных теплообменных аппаратов, где в межтрубное пространство поступает газ, установки перегородок в межтрубном пространстве обычно не требуется.
3. Расчет аппарата для конкретных данных
В этой главе подробно рассмотрен расчет воздухоподогревателя для исходных данных.
3.1 Расчет проточной части трубного пространства
В трубном пространстве движется вода.
Примем конечную температуру охлаждения дымовых газов 300 ºС. Тогда температурная схема будет иметь вид:
Так как отношение
, то среднюю разность температур найдем по формуле (12): 
Среднюю температуру воздуха найдем по формуле (14):
Среднюю температуру дымовых газов найдем по формуле (15):
Тогда средний расход передаваемого тепла будет равен:
где средняя удельная теплоемкость воздуха св = 1,02 кДж / кг · К при t =145 ºC[5].
Суммарный коэффициент теплоотдачи определяем по формуле (2). Для этого найдем все входящие в него составляющие по формулам (3) - (11):
Для воздуха [5] ρ = 827,3кг / м3; μ = 119,7 ·10-6 Па · с; λ = 0,629 Вт /м·К; Pr = 0,888.
Степень черноты дымовых газов найдем по соотношению (7). Для этого необходимо найти степени черноты углекислого газа и паров воды.
Длина пути луча равна
здесьs1 = 2,4dн иs2 = 2,3dн рекомендованы нормалями Главхиммаша при диаметре трубок d = 53 / 50мм.
Далее находим
Тогда по номограммам [3] этим значениям соответствует:
Значит, согласно уравнению (7) степень черноты дымовых газов будет равна
Степень черноты поверхности теплообменника найдем по соотношению (9). Из [2] для окисленной стали среднее значение степени черноты
. 
Приняв температуру стенки равной температуре остывших газов, можно записать:
Тогда коэффициент теплоотдачи для дымовых газов, передаваемых тепло излучением, будет равен
Найдем конвективную составляющую коэффициента теплоотдачи газа.
Для дымовых газов [5] ρ = 0,384кг / м3; μ = 39,3 ·10-6 Па · с; λ = 7,84 · 10-2 Вт /м·К; Pr = 0,614.
Тогда найдем суммарный коэффициент теплоотдачи для дымовых газов
Термическое сопротивление стальной стенки и загрязнений равно:
где из [2] для стальной стенки
; 
.Значит, коэффициент теплопередачи будет равен:
Площадь поверхности теплообмена аппарата будет равна:
Принимаем площадь поверхности теплообмена аппарата равную 1000 м2.
Тогда количество тепла, переданного конвекцией и излучением, найдем по уравнению (1):
Площадь сечения трубок трубного пространства определим по формуле (20):
Число трубок по формуле (21) составит:
Принимаем число трубок в соответствии с рекомендациями нормалей Главхиммаша равное n = 174.
Расчетная длина трубок в соответствии с (18) равна:
Для поддержания теплового баланса в системе необходимо выполнение следующего равенства:
Получаем
Погрешность вычислений составляет
Значит, конечной температурой дымовых газов при расчете воздухопод
Задавшись выше целью работы, были решены следующие задачи:
1) Рассчитана проточная часть трубного пространства.
Приняв конечную температуру дымовых газов 300 ºС, получили:
а) среднюю разность температур
;б) среднюю температуру воздуха
;в) среднюю температуру дымовых газов
;г) средний расход передаваемого тепла
;д) площадь поверхности теплообмена аппарата
;е) площадь сечения трубок трубного пространства
;ж) число трубок трубного пространства n = 174;
з) длина трубок трубного пространства
