Разработка рекуперативного теплообменного аппарата для концевого охлаждения воздушно-компрессорной установки (стр. 2 из 3)

Принимаем, что теплофизические свойства вещества не зависят от давления в данном случае.

Для данной температуры

, из [1] ст. 27 приведены значения в таблице 3.1.

Таблица 4.1 – Теплофизические свойства горячего теплоносителя

2,96	28,6	20,6	20,02	0,694

3.2 Холодный теплоноситель

Холодный теплоноситель – жидкость, параметры которой приведены ниже:

,

,

.

Теплофизические свойства холодного теплоносителя из [5, с. 78, приведены в таблице 3.2.

теплообменный аппарат расчет

Таблица 4.2 – Теплофизические свойства холодного теплоносителя

0,618	0,0712	0,805	5,42

Принимаем перекрёстно-противоточную схему движения теплоносителей (четырёх кратную – это значит, что перегородок должно быть три штуки – х =3). Поправочный коэффициент определяем по монограмме [1] с. 12.

Поправочный множитель принимаем равным

.

Средне логарифмический температурный напор (2.6)

.

где

; .

Учитывая поправочный множитель,

.

Рисунок 3.1 – Противоточная схема движения теплоносителей

Из (2.7), площадь теплообмена:

,

где

коэффициент теплопередачи (2.8):

,

где

- коэффициенты, взятые из [1] с.9.

Результаты расчётов и теплофизические свойства теплоносителей приведены в таблице 3.3.

Таблица 4.3 – Результаты расчётов

горячий теплоноситель		холодный теплоноситель
Температура,	109,1	30	20	40
Давление,	1,1	1,078	0,1013	0,1013
Плотность,	10,03	12,4	998,2	992,2
Теплопроводность,	2,96		61,8
Кинематическая вязкость,	20,02		0,805
Число Прандтля	0,694		5,42
Средне логарифмическая разность температур,	30
Площадь теплоотдающей поверхности,	66,92

4. Эскизная компоновка теплообменника

Скорость движения холодного теплоносителя (воды) в теплообменном аппарате принимаем равной

.

Принимаем трубу с параметрами 18х2 мм из стандартного ряда.Материал труб Сталь 08 сп, теплопроводность которой при данных температурных условиях составляет

, плотность , модуль упругости .

Химический состав труб Сталь 08 сп

C	Mn	Si	Ni	S	P	Cu	Cr	As
0,05-0,11	0,25-0,5	до 0,03	до 0,25	до 0,04	до 0,035	до 0,25	до 0,1	до 0,08

Число труб в теплообменном аппарате:

.

Принимаем число труб

, число ходов .

Уточнённая скорость движения холодного теплоносителя:

.

Длина трубы:

.

Для кожухотрубчастых аппаратов в зависимости от производительности длина трубы принимается в диапазоне

.

Расстояние между трубами:

.

Диаметр входного патрубка для холодного теплоносителя:

.

Диаметр входного патрубка для горячего теплоносителя:

.

Внутренний диаметр кожуха:

,

где

– число труб в наибольшей диагонали.

Расстояние между перегородками:

.

Число перегородок:

,

примем

– для увеличения скорости горячего теплоносителя.

5. Гидравлический, аэродинамический и тепловой расчёты

5.1 Холодный теплоноситель

5.1.1 Гидравлический расчёт

Число Рейнольдса (2.10):

.

Режим течения – турбулентный.

Коэффициент гидравлического сопротивления при установившемся течении:

Суммарные потери давления:

.

– местное сопротивление, поворот на 1800 с одной секции в другую через промежуточную камеру.

Местное сопротивление взято из [1], с. 22.

5.1.2 Тепловой расчёт

Осреднённая теплоотдача:

,

.

Коэффициент теплоотдачи (2.11):

.

5.2 Горячий теплоноситель

5.2.1 Аэродинамический расчёт

Площадь проходного сечения:

,

- число перегородок в кожухе (в радиальном направлении).

Средне расходная скорость теплоносителя:

.

Местные сопротивление взяты из:

– вход в межтрубное пространство под углом в 900 к холодному теплоносителю;

– огибание радиальных перегородок;

– выход из межтрубного пространства под углом в 900 к холодному теплоносителю.

Коэффициент потерь при радиальном обтекании пучка труб: