Система охлаждения дизельной СЭУ, страница 6

F∙w=G∙v, где  F – площадь живого сечения, м²

w – скорость движения теплоносителя, м/с

G – расход теплоносителя, кг/с

V – удельный объем теплоносителя, м³/кг.

Определяем площадь живого сечения трубок для обеспечения прохода выше рассчитанного расхода забортной воды

F_сеч= _{заб воды}==0,134 м²

С другой стороны:

F_сеч=n,

Тогда количество трубок в одном ходу забортной воды

n==4∙0,134/3,14∙0,02²=426,75=427 трубок

Рассчитанное количество трубок округляем в большую сторону.

Тогда действительная скорость забортной воды, движущейся внутри трубок

w==4∙275/3,14∙0,02²∙427∙1020=2,01 м/с

Определяем коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к забортной воде, для этого рассчитываем:

- число Рейнолдса

Re==2∙0,02/0,916∙10^-6=43668

- число Нуссельта рассчитывается по формуле

Nu=0,021Re^0,8Pr^0,43=0,021∙43668^0,8∙6,44^0,43=241

При расчетах определяющим размером является внутренний диаметр трубок, а определяющей температурой – средняя температура забортной воды.

Рассчитав величину числа Нуссельта, рассчитываем коэффициент теплоотдачи от трубки к забортной воде

241∙0,568/0,02=6844 Вт/м²К

где  – коэффициент теплопроводности забортной воды, определяется по (3) табл. 7, стр. 37 в зависимости от средней температуры воды.

Определяем коэффициент теплоотдачи от пресной воды к стенке одиночной трубы (переход к пучку труб увеличивает соответствующий коэффициент теплоотдачи, особенно при шахматном расположении труб, то есть, рассчитанная т.о. теплопередающая поверхность будет иметь некоторый тепловой запас).

Рассчитываем число Рейнолдса:

Re==1,2∙0,024/0,556∙10^-6=51798

Число Нуссельта рассчитываем в зависимости от числа Рейнолдса:

Nu=0,021∙Re^0,8 ∙Pr0^,43=0,021∙51798^0,8∙3,54^0,43=214

Коэффициент теплоотдачи от пресной воды к стенке трубы рассчитывается из соотношения

214∙0,648/0,024=5778 Вт/м²К

Определяем коэффициент теплопередачи между охлаждаемой пресной водой и охлаждающей забортной водой, движущейся внутри труб, в зависимости от соотношения

d_нар/d_вн<1,5

Q_общ=t∙k∙F_тр

Коэффициент теплопередачи (как для плоской стенки), Вт/м²К

k=+=+=2409,2Вт/м²К=2,41 кВт/м²∙К

где - толщина стенки трубы, м

 – коэффициент теплопроводнности материала трубы.

При этом значение F_тр, рс=ассчитанное по этой формуле, относится к той стороне трубы, с которой коэффициент теплоотдачи меньший. В том случае, когда    (сопоставимы), F_тр относится к среднему диаметру трубы, как для плоской стенки.

 30

Здесь  – разности температур теплообменивающихся сред на концах теплообменного аппарата.

5.3. Конструктивный расчет ЦО

Определяем длину центрального охладителя (расстояние между трубными досками)(L_TA) в зависимости от соотношения d_нар/d_вн

а) если d_нар/d_вн<1,5; то сначала рассчитываем поверхность теплообмена

38880572/3600∙2,41∙30=149,4 м²

А затем длину определяем из формулы F=_расч∙L_TA∙n∙z_{заб в} , то есть

L_TA==149,4/3,14∙0,024∙427∙2=2,32 м где _расч – расчетный диаметр трубок ТА,

 – число ходов забортной воды по ТА (обычно от 2 до 6)

Определяем диаметр центрального охладителя

D=== 1,14 м где  – шаг труб (обычно 1,3d_нар=0,024∙1,3=0,0312

 – коэффициент заполнения трубной доски (обычно для многоходового теплообменника =0,8).

Необходимое «живое сечение» для пропуска пресной воды между трубками центрального охладителя рассчитывается из уравнения сплошности

F_{м тр}=G_{пр в}/_{пр в}∙ w_{пр в}= 431/988∙1,2=0,364 м

Количество ходов пресной воды

Z_{пр воды}=[0,785(D²-n∙d²_вн)]/F_{м тр}=(0,785(1,3-427∙0,0004))/0,364=2,63;

принимаем 3

По рассчитанным параметрам разрабатываем конструкцию и изображаем эскиз центрального охладителя системы охлаждения ГД и ВД в зависимости от данной схемы охлаждения.

6. ТЕПЛОВОЙ И КОНСТРУКТИВНЫЙ РАССЧЕТ МАСЛООХЛАДИТЕЛЯ

6.1. Исходные данные

Исходные данные принимаются из заданной схемы охлаждения на основании опытных статистических данных и определяемые на основании ранее принятых параметров теплообменивающихся сред (ТОС).

1. Скорость теплообменивающихся сред

w _воды= 2 м/с

w _масла=2 м/с

2. Материал труб – ЛО 70-1

3. Теплофизические свойства ТО (в средах зависимости от их средних температур: