Расчет двухпоточных витых теплообменников на ПЭВМ: Методические указания, страница 4

Для теплообменников 1–5 пределы применения расчетных зави-симостей при необходимости могут быть расширены  до  Re₂= 3×10⁴. Здесь относительные шаги навивки

; ,                                       (5)

где  t₁ и  t₂ – соответственно диаметральный и осевой шаги навивки, м.

Для гладкотрубного теплообменника значения величин А и а введены в программу, ПЭВМ автоматически производит их выбор в зависимости от рассчитанной величины Re₂ и относительных шагов навивки. В случае применения оребренной трубки, характеристика которой дана в табл. 3 приложения, студенту необходимо самостоятельно выбрать значения величин А и а в зависимости от типа поверхности (табл. 3)      и ввести их в исходные данные для расчета.

При конструировании теплообменника из трубок с проволочным оребрением a₂ рассчитывают, исходя из критерия Стантона St, по уравнению

, где  St = 0,168 RePr; W₂ – скорость обратного потока в межтрубном пространстве теплообменника, м/с.

Определение гидравлических сопротивлений для прямого потока, движущегося в трубном пространстве, производится по уравнению

                    ,                                     (6)

где   – гидравлическое  сопротивление  теплообменника  по прямому потоку, МПа;  – поправка  к  коэффициенту сопротивления  на  кривизну  змеевика; L – средняя длина трубок теплообменника, м.

Таблица 3

Значения коэффициентов А и В и показателей степеней а и b для теплообменников из оребренных трубок

Величина поправки обычно определяется по графикам, приведенным в литературе [2, 3] и других работах, где  = f . Однако с достаточной для практических расчетов точностью эта зависимость может быть аппроксимирована уравнением, которое в пределах изменения  = 3¸12  записывается в виде

= 2,3234 – 0,1952 + 0,00866 .                 (7)

При  > 12  величина   принимается равной 1,1. Величина z₁ рассчитывается по уравнениям, приведенным в табл. 1, в зависимости от режима течения.

Для обратного потока, движущегося в межтрубном пространстве, при способах намотки, показанных на рис. 1, а–д, определение гидравлических сопротивлений производится по уравнению

, где  –  число  рядов трубок в слое  (здесь Н – высота  навивки  теп-лообменника), м;  – рассчитывается  по  уравнению,  приведенному  в табл. 2 и 3, в зависимости от Re₂, вида и относительных  шагов навивки.

При расчете фактора трения f₂ для теплообменника из трубок, оребренных методом холодной прокатки, при вводе исходных данных студент должен ввести значения В и b, принимая их по данным табл. 3  в зависимости от поверхности.

При определении фактора трения в ходе расчета потерь давления в межтрубном пространстве теплообменника с трубками, оребренными проволокой: если  Re₂ = 20 ¸ 100,    тоf₂ = 12,8Re

если  Re₂ = 100 ¸ 5000,  тоf₂ = 2,65Re.

Падение давления (в МПа) для межтрубного пространства этого теплообменника рассчитывается по формуле

, где F_ж.с – площадь  живого  сечения (среднее  сечение свободного объема) межтрубного пространства теплообменника, м².

Конструктивный  расчет  теплообменника

Число трубок теплообменника для прохождения прямого потока определяют по уравнению

,                                        (8)

где  G₁ – расход прямого потока, кг/с.