Физика \ Физика

Система охлаждения дизельной СЭУ, страница 7

-плотности

_воды= 992 кг/м³

_масла= 1020 кг/м³

-теплоемкости ТОС

с _воды= 4,175 кДж/кг∙К

с _{заб воды}= 1,873 кДж/кг∙К

- коэффициенты теплопроводности латуни и воды соответственно

_латуни= 100 Вт/м∙К

_воды= 0,648 Вт/м∙К

_масла= 0,14 Вт/м∙К

-коэффициенты кинематической вязкости

-воды (по средней температуре)

_воды=0,659∙10⁶м²/с

-масла

_масла=148∙10⁶м²/с

-значение чисел Прандтля

Pr _воды= 4,31

Pr _масла=1730

4. Диаметры трубок

d _внутр= 0,019 м

d _наруж=0,022 м

5. Температуры ТОС:

-воды

t_{1 воды}=42^оС (на входе в ТА)

t_{2 воды}=45^оС (на выходе из ТА)

-масла

t_{1 масла}=50^оС (на входе в ТА)

t_{2 масла}=60^оС (на выходе из ТА)

6.2. Тепловой расчет центрального охладителя (ЦО)

если 1,5

то сначала рассчитываем поверхность теплообмена из уравнения теплопередачи

Q_масл=k∙Ft

а затем общую длину трубок маслоохладителя.

Q_масл– общее количество теплоты, передаваемое от масла к воде (без учета потерь теплоты в окружающую среду)

k – коэффициент теплопередачи, Вт/м²*К

∆t – температурный напор, равный средней разности температур конденсирующегося пара и охлаждающей воды

Во всех случаях надо проектировать противоток или более сложные (эффективные) относительные движения теплообменивающихся сред.

Чаще всего вода движется внутри трубок, охлаждаемое масло – в межтрубном пространстве, омывая трубки поперечным потоком.

Из уравнения теплового баланса:

Q_масла= G_масла∙с_масла ∙(t_2
масла- t_{1 масла})≡

≡G_воды∙с_воды∙(t_2
воды- t_1воды)

расход пресной воды:

G_воды==

4429688/4,175∙(45-42)∙3600=98,2(кг/сек)

расход масла

G_масла ==

4429688/1,873∙(60-50)∙3600=65,7(кг/сек)

Из уравнения сплошности:

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, обеспечивающую пропуск рассчитанного выше расхода охлаждающей воды внутри трубок

F_сеч=_воды==0,05 м²

С другой стороны:

F_сеч=n,

Тогда количество трубок в одном ходу забортной воды

n==4∙0,05/3,14∙0,019²=168,45=169 трубок

Рассчитанное количество трубок округляем в большую сторону.

Тогда действительная скорость забортной воды, движущейся внутри трубок

w==4∙98,2/3,14∙0,019²∙169∙992=2,06 м/с

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

-число Рейнолдса:

Re==2,06∙0,019/0,659∙10^-6=59393

при значении R10⁴течение воды является развитым турбулентным и число Нуссельта рассчитываем по формуле

Nu=0,021∙Re^0,8 ∙Pr^0,43=0,021∙59393^0,8∙4,31^0,43=259,43

В расчетах определяющим размером является внутренний диаметр трубок маслоохладителя, а определяющей температурой – средняя температура воды

259,43∙0,634/0,024=6853 Вт/м²К

где – коэффициент теплопроводности пресной воды

Определяем коэффициент теплопередачи от масла к стенке одиночной трубы (переход к пучку труб увеличит коэффициент теплоотдачи, особенно при шахматном расположении труб, то есть рассчитанная таким образом теплопередающая поверхность МО будет иметь некоторый тепловой запас)

₂=1,3∙640∙∙(1+0,006∙t)=1,3∙640∙∙(1+0,006∙55)=