Изучение конструкций и разработка алгоритма расчета кожухотрубного рекуперативного теплообменного аппарата с гладкими трубами, страница 2

·  рассчитываются значения расходов теплоносителей и концевых температур;

·  определяются значения средних температур теплоносителей. Они будут определяющими при расчете значений коэффициентов теплопередачи;

·  по значениям средних температур теплоносителей определяются значения их физических параметров;

·  производится предварительная компоновка поверхности нагрева;

·  определяются площади проходных сечений для теплоносителей и характерные линейные размеры, то есть линейные размеры, определяющие условия теплообмена в пределах рассматриваемого участка поверхности нагрева;

·  определяются скорости движения теплоносителей и сравниваются с допустимыми значениями. В случае необходимости, вносятся изменения в  компоновку (диаметр труб, поперечный шаг, схема омывания поверхности теплообмена, установка перегородок и т. п.);

·  рассчитываются значения критериев Рейнольдса, и, в зависимости от выбранной схемы омывания поверхности теплообмена, определяется режим течения жидкости и выбирается соответствующее критериальное уравнение [Nu = f(Re, Pr, …,Gr)]*;

·  решаются критериальные уравнения и рассчитываются значения коэффициентов теплоотдачи a₁ и a₂ (a₁ – коэффициент теплоотдачи от ТОТ к стенке, a₂ – коэффициент теплоотдачи от стенки к ТВТ;

·  с учетом условий теплообмена определяется значение коэффициента теплопередачи

,                                    (3.6)

где   − термическое сопротивление теплопередающей стенки. Здесь δ_i –  толщина i-го слоя; λ_i − коэффициент теплопроводности i-го слоя.

·  рассчитывается значение температурного напора;

·  из (3.5) определяется площадь поверхности теплообмена;

·  в зависимости от типа теплообменного аппарата определяются недостающие геометрические характеристики поверхности теплообмена (длина (высота) теплообменного аппарата; при поперечном омывании поверхности теплообмена определяется число рядов труб в пучке и пр.). В случае необходимости полученные значения корректируются из конструктивных соображений;

·  выполняется поверочный расчет поверхности нагрева с целью определения действительных значений количества передаваемой теплоты и выходных параметров теплоносителей.

Вопросы, связанные с компоновкой поверхностей нагрева, имеют свои особенности на каждом из ее участков.

3.3. Представление алгоритма расчета

          Алгоритм расчета выполняется каждым студентом индивидуально на ПК.

          Формирование алгоритма производится из блоков, имеющихся в базовом файле, который перед началом работы студенты сохраняют под новым именем, содержащим номер работы, номер группы, фамилию и инициалы студента и дату выполнения работы, например: «ТО_3_Сергеев Н.И._СП-41_01.03.2012».

          При составлении алгоритма следует учитывать следующее:

− при выборе теплоносителя, направляемого по трубам обращается внимание на то, что повышенная скорость легче обеспечивается внутри труб и поэтому в ТА типа «жидкость-жидкость» теплоноситель с меньшим коэффициентом теплоотдачи или малым расходом лучше прокачивать по трубам. Для удобства очистки поверхностей теплообмена загрязненный теплоноситель лучше направлять в трубы, так как их очистку легко осуществить. Коррозионно-активные жидкости также рекомендуется подавать в трубы. Теплоноситель с высоким давлением и температурой предпочтительнее направлять в трубы, что позволяет снизить механические нагрузки на корпус аппарата, обеспечить герметичность ТА и уменьшить тепловые потери в окружающую среду;

− количество труб в кожухе и его внутренний диаметр определяются по итогам компоновки трубного пучка;

− скорость движения теплоносителя в межтрубном пространстве может быть изменена путем выбора труб другого размера и шага труб в пучке. Если скорость теплоносителя в межтрубном пространстве, при продольном омывании труб, ниже допустимой, устанавливаются продольные перегородки. Если же их установка не обеспечивает получение требуемого результата, устанавливаются поперечные перегородки. В этом случае изменяется схема движения теплоносителей;

− если по итогам расчета отношение длины труб одного хода к внутреннему диметру (l/D_к) больше 8, следует принять многоходовую схему движения теплоносителя по трубам с последующим выполнением расчета «нового» теплообменного аппарата.