Расчет теплообменных аппаратов (стр. 3 из 4)

Отношение сечений входного и выходного патрубка

fмт/fпатр = 1.

=20,5*1*6=123.

Потери давления в подогревателе с учетом дополнительных потерь Хст от шероховатости (для загрязненных стальных труб по табл. 1-3 принимаем Хст =1,51):

= ;3973 Па.

Потери в межтрубном пространстве подсчитываются по аналогичной формуле, но лишь в том случае, когда сумма значений коэффициентов местных сопротивлений Sxмт определена по указанной выше формуле, в противном случае расчет потерь Dpмт значительно усложняется.

Итак,

=

3. Расчетные данные пароводяного и секционного водоводяного теплообменников

Тип теплообменника	Коэффициент теплопередачи K, ,	Температурный напор Dt, °С	Поверхность нагрева F, м2	Диаметр корпуса D, м	Длина корпуса L,м	Гидравлическое сопротивление Dp, м вод. ст. Па	Число ходов Z
Пароводяной	3304	59,5	2,03	0,254	3,2	0,122 (1197)	2
Секционный водоводяной	849	23,3	20,2	0,168	2,04	0,405 (3973)	6

Вывод

Сравнение показывает, что для данных условий пароводяной теплообменник имеет те преимущества, что он более компактен и гидравлическое сопротивление его меньше.

4. Учебно-исследовательский раздел

1. Какой вид теплопередачи протекает в т.о. аппаратах.

Конвекция - явление переноса теплоты в слоях жидкостях или газах при их перемешивании. Различают свободную и вынужденную конвекцию.

В нашем случае, конвекция является вынужденной.

Вынужденная конвекция - перемешивание жидкости происходит с помощью каких-либо внешних устройств.

2.Есть или нет фазовый переход.

Фазовый переход - переход вещества из одной термодинамической фазы в другую при изменении внешних условий (температура, давление)

Так как предпочтительный т.о. аппарат у нас пароводяной, то фазовый переход есть.

3.Режим течения жидкости.

Различают ламинарный и турбулентный режимы течения жидкости. В нашем случае, это турбулентный режим т.к Re>2300.

4. Стенка внутри и снаружи: прямая, гладкая.

Уравнения для расчета:

- ур-е теплоотдачи.

- ур-е теплопроводности через плоскую стенку

- ур-е теплопередачи через плоскую стенку

- коэффициент теплопередачи.

;

Согласно исходным данным:

F= 2,58м2 - поверхностью нагрева;

∆t = 59,50С - температурный напор;

( )

( )

( )

( )

( )

( )

( )

( )

( )

( )

( )

(мм)	0,00	0,02	0,04	0,06	0,08	0,1	0,12	0,14	0,16	0,18	0,2
Q(М )	5,84	4,39	3,9	2,4	1,7	0,75	0,12	0,1	0,09	0,08	0,072

Строим график зависимости

:

5. Подбор критериальных уравнений для имеющих место случаев теплообмена т.о. аппаратах. Определение коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи

Критерий Нуссельта (безразмерный коэффициент теплоотдачи), характеризует теплообмен между поверхностью стенки и жидкостью (газом).

;

d - диаметр;

α- коэф. конвективной теплоотдачи, Вт/(м2*K).

Критерий Прандтля (критерий физических свойств жидкости) –характеризует физические свойства жидкости и способность распространения теплоты в жидкости. Для газов Pr=0,6 – 1,0 и зависит только от атомности, жидкости Pr = 1-2500, для жидких металлов Pr=0,005-0,05.

;

v – коэффициент кинематической вязкости среды.

При вынужденной конвекции и турбулентном режиме течения жидкости.

Пароводяной т.о. аппарат:

1. внутри трубок:

2.

;

;

По справочнику "справочник по теплопередачи" (стр.268 табл.XXXIX. [2]) выбираем число

при соответствующих температурах.

Prст =1,55 при tст=113˚C ;

;

3. снаружи трубок:

,

при tст = 113

;

Найдем α.

Водоводяной т.о. аппарат:

1. внутри трубок

;

По справочнику "справочник по теплопередачи" выбираем число

при соответствующих температурах.

,

2. снаружи трубок

,

;