Расчет двухпоточных витых теплообменников на ПЭВМ: Методические указания, страница 8

¦--------+----------+----------+----------+----------+----------¦

¦Обратный¦  8.0726  ¦  10429   ¦Нет данных¦  116.36  ¦  259.33  ¦

L========¦==========¦==========¦==========¦==========¦==========2. Параметры теплообменника:

Коэффициент теплопередачи -   214.9297 Вт/(кв.м×К)

Теплопередающая поверхность -    16.9851 кв.м

Общее число трубок -         31

Средняя длина трубки -     21.812 м

Высота навивки теплообменника -      0.813 м

Гидравлическое сопротивление:

по прямому потоку -     17.491 кПа по обратному потоку -     17.365 кПа

ТАБЛИЦА НАВИВКИ ТЕПЛООБМЕННИКА

Номер    Диаметр  Количество Количество   Длина слоя      слоя      витков     заходов   трубки

1     0.129      50.79          2    20.60

2     0.147      50.79          2    23.53

3     0.166      50.79          2    26.47

4     0.184      33.86          3    19.60

5     0.202      33.86          3    21.56

6     0.221      33.86          3    23.51

7     0.239      25.39          4    19.10

8     0.258      25.39          4    20.57

9     0.276      25.39          4    22.03

10     0.294      25.39          4    23.50

Рис. 8. Файл Heat.out  для примера 1

Пример 2. Произвести тепловой, конструктивный и гидравлический расчеты витого двухпоточного теплообменника по исходным данным, приведенным в примере 1, но выполненного из трубок, оребренных методом прокатки.

По  табл. 3 приложения выбираем трубку с поверхностью 1. В соответствии с табл. 3 толщина прокладки для данной поверхности составляет 0,5 мм. Тогда относительные диаметральный и осевой шаги навивки составят соответственно 1,047 и 1,000.

На рис. 9 показан образец ввода параметров выбранной трубки, а на рис. 10 – полученные результаты расчета.

Рис. 9. Образец ввода параметров трубки, оребренной накаткой

Пример 3. Произвести тепловой, конструктивный и гидравлический расчеты витого двухпоточного теплообменника. Параметры прямого потока: G = 0,159 кг/с; р = 2,51 МПа; Т_вх = 300 К; Т_вых = 162,4 К. Параметры обратного потока: G = 0,158 кг/с; р = 0,109 МПа; Т_вх = 156,25 К; Т_вых = 295 К. Прямой и обратный потоки – гелий. Тепловая нагрузка теплообменника Q = 114 194 Вт. Средняя разность температур между потоками ΔТ_ср = 5,59 К.

Принимаем, что теплообменник выполнен из медных трубок с проволочным оребрением.

Характеристика трубок: внутренний диаметр – 3,2 мм; остальные параметры – см. табл. 4 приложения.

Скорости потоков: прямого – 15 м/с; обратного – 10 м/с.

На рис. 11 представлены полученные результаты расчета.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1. Параметры потоков (прямой - ВОЗДУХ; обратный - ВОЗДУХ;):

г========T==========T==========T==========T==========T==========¬

¦        ¦  Твх, К  ¦  Твых, К ¦   Р, МПа ¦  W, м/с  ¦  G, кг/с ¦

¦--------+----------+----------+----------+----------+----------¦

¦ Прямой ¦   300    ¦   174    ¦    20    ¦   1.25   ¦   0.34   ¦

¦--------+----------+----------+----------+----------+----------¦

¦Обратный¦    82    ¦   295    ¦   0.11   ¦    8     ¦   0.32   ¦

L========¦==========¦==========¦==========¦==========¦==========2. Параметры теплообменника:

Средняя разность температур -      24.50 К

Тепловая нагрузка -     68.800 кВт

Диаметр сердечника -      0.120 м

Относительные шаги навивки: диаметральный -       1.05

осевой -       1.00

3. Параметры трубки:

Внутренний диаметр -     0.0047 м

Наружный диаметр -     0.0061 м диаметр ребра -     0.0107 м толщина ребра -     0.0004 м шаг оребрения -     0.0016 м коэффициент оребрения -     5.0500

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА

1. Параметры потоков:

г========T==========T==========T==========T==========T==========¬

¦        ¦  W, м/с  ¦    Re    ¦    Pr    ¦  Nu (St) ¦a,Вт/кв.мК¦

¦--------+----------+----------+----------+----------+----------¦

¦ Прямой ¦  1.2389  ¦  73686   ¦ 0.93407  ¦  198.66  ¦  1687.4  ¦

¦--------+----------+----------+----------+----------+----------¦

¦Обратный¦  7.9678  ¦   7849   ¦Нет данных¦  78.729  ¦  230.11  ¦