Использование дополнительного фреонового цикла на тепле отработанных в двигателе внутреннего сгорания выхлопных газов, страница 12

7)  Аналогично определяем скорость движения выхлопных газов в канале:

 

8)  Вычисляем критерий Прандтля  и  при средней температуре выхлопных газов и стенки:

При  °С физические свойства выхлопных газов:   ,     , , .

9)  Вычисляем критерий Нуссельта со стороны выхлопных газов:

10)  Находим коэффициент теплоотдачи от выхлопных газов к стенке:

 

11)  Вычисляем коэффициент теплопередачи:

12)    Определяем общую поверхность теплопередачи аппарата:

13)  Компоновочный расчет и уточнение величины рабочей поверхности:

а ) Площади поперечных пакетов составят:

- со стороны октофторпропана  -  ;

- со стороны выхлопных газов  -  ;

б ) Число каналов в одном пакете:

- со стороны октофторпропана  - 

- со стороны выхлопных газов  -  ;

в ) Число пластин в одном пакете:

- со стороны октофторпропана  - 

- со стороны выхлопных газов  -  ;

г ) Определяем поверхность теплообмена одного пакета при полученном числе пластин:

- со стороны октофторпропана  - 

- со стороны выхлопных газов  -  ;

д ) Число пакетов в аппарате:

- со стороны октофторпропана  -  ;

- со стороны выхлопных газов  -   ;

е ) Число пластин в аппарате определяем с учетом наличия концевых пластин:

14)   Фактическая площадь поперечного сечения каналов в пакетах для обеих сред составит: ;

15)   Гидромеханический расчет - рассчитаем коэффициент общего гидравлического сопротивления гидравлические сопротивления пластин:

 ;

где - ;

 ;

 ;

Подсчитаем мощность на преодолевание гидравлических сопротивлений:

 – коэффициент полезного действия насоса по выбранному расходу октофторпропана.

.

2.2 Тепловой расчет конденсатора воздушного охлаждения октофторпропана .

За основу данного теплообменника берем конденсаторный блок бытового кондиционера воздушного охлаждения. Теплообменник выполнен из медных трубок, внутренний диаметр труб , толщина стенки . Продольный и поперечный шаг труб . Трубы имеют плоское оребрение с шагом , толщина ребра . Температура охлаждающего воздуха .

Определим площадь поверхности ребер на 1 погонный метр трубы [9]:

Площадь межреберных участков на 1 метр трубы:

Площадь оребренной наружной поверхности 1-го метра трубы:

Определим коэффициент оребрения:

Степень оребрения:

Эквивалентный диаметр канала для прохода воздуха в случае плоского оребрения коридорного пучка труб определяется соотношением:

Площадь живого сечения рассчитывается из соотношения:

где  – фронтальная площадь сечения аппарата, a- просвет между двумя соседними ребрами.

Скорость воздуха в живом сечении находится из соотношения:

Определим число Рейнольдса для воздуха в узком сечении:

Найдем число Нуссельта при вынужденном поперечном обтекании коридорного пучка труб:

Коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха:

Определим безразмерный комплекс :

Эффективность ребра составит:

Теперь сможем определить приведенный коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха для труб с оребрением:

Определим коэффициент теплоотдачи со стороны конденсирующегося октофторпропана по формуле:

Коэффициент теплопередачи оребренной трубы рассчитывается по формуле:

Необходимая теплопроизводительность аппарата:

,

Рассчитаем необходимую площадь поверхности теплообмена:

Поверхность одного погонного метра оребреной трубы:

Суммарная длина труб аппарата:

Площадь живого сечения одного ребристого элемента:

Число ребристых элементов во фронтальном сечении равно отношению площади живого сечения всего аппарата к площади сечения одного ребристого элемента:

Суммарная длина труб во фронтальном сечении:

Фронтальная площадь сечения аппарата рассчитывается как:

Ширину и длину секции b, Lориентировочно выбираем из формулы:

где z– количество вентиляторов (принимаем z=1)

Число трубок во фронтальном сечении пучка:

Число трубок вдоль потока воздуха:

Расчет мощности вентилятора:

2.3 Определение основных характеристик поршневой установки на .

Для определения диапазона рабочих температур и давлений, а также построения графика в p-V координатах, проведем следующий расчет.

Начнем с точки 4, здесь нам известно и давление и плотность:

P_s(40◦)= p₄ =12,96 атм