Теплофизические свойства теплоносителей. Мощность теплообменного аппарата. Средняя разность температур между теплоносителями, страница 5

Площадь поверхности теплообмена:  F_ст = 61м²

Длина трубы:                                     l  = 4000мм

Внутренний диаметр кожуха:           D  =600 мм

Наружный диаметр трубы:              d_н   = 25  мм

Число ходов по трубам:                      n_х  =6

Площадь проходного сечения одного хода по трубам:     f_тр  =1,1^.10^-2  м²

Площадь проходного сечения в вырезе перегородки:        f_вн  = 3,7^.10^-2  м²

Площадь проходного сечения между перегородками:      f_мп = 4,5^.10^-2  м²

 

Диаметры трубок теплообменного аппарата заданы, тогда находим число трубок п  в диаметральной плоскости кожухотрубного ТА[5]

Общее количество трубок аппарата

Активная длина труб теплообменного аппарата

Эквивалентный диаметр определяется из выражения

f  - живое сечение для прохода среды;

П – периметр, через который осуществляется теплопередача.

Величина эквивалентного диаметра для пучка труб внутри кожуха

Выбираем схему расположения труб в пучке[1]:

В стандартных кожухотрубных теплообменных аппаратах трубы располагаются либо по вершинам равносторонних треугольников, либо по вершинам квадратов. 

Геометрические характеристики расположения труб в пучке

Наружный диаметр труб dН, мм	Поперечный шаг труб S1=t, мм	Продольный шаг труб S2,мм
25	32	27,7

 

6. Определение коэффициента теплоотдачи α₁ [1]

Средняя скорость теплоносителя в трубном пространстве выбранного  теплообменного аппарата[1]:

  

(турбулентный режим)

[1]

7.  Определение коэффициента теплоотдачи α₂ [1]

Средняя скорость теплоносителя в межтрубном пространстве выбранного  теплообменного аппарата[1]:

Число Рейнольдса определяется по формуле[1]:

определяем в зависимости от (режим течения турбулентный).

[1]

Расхождение составляет 0,2%, что вполне допустимо.

8.   Дополнительные тепловые сопротивления[5]

-толщина стенки    

Выбираем материал теплообменных труб в зависимости от термобарических параметров теплоносителей и их агрессивности[1]:

Марка стали Х28,

-коэффициент теплопроводности стенки

 9. Коэффициент теплопередачи К и водяной эквивалент поверхности нагрева кF [1]

Расхождение с первоначально принятым k=53 составляет 3,8%.

Уточняем кF:

10. Мощность теплообменного аппарата по данным проверочного расчета (расчет 2 рода); конечные температуры потоков(t₂, τ₂, °C) [1]

Фактическая тепловая мощность рассчитывается по формуле Белоконя Н.И.[4]:

Действительные температуры теплоносителей  выходе из теплообменного аппарата определяются  из следующих соотношений[1]:

          

Относительное расхождение между действительными и заданными температурами горячего и холодного теплоносителей на выходе из теплообменного аппарата составляет 1,0%.

 11. Графическая часть

Температурная диаграмма

Список литературы

1.  Калинин А.Ф., Головачев В.Л. Расчет и выбор конструкции кожухотрубного теплообменного аппарата. –М.: МИНГ, 1989.

2.  Трошин А.К. Тепло - и массообменные аппараты и их теплофизические свойства.

–М.: МИНГ, 1986

3.  Калинин А.Ф., Головачев В.Л. Расчет и выбор конструкции кожухотрубного конденсатора. – М.,1996.

4.  Поршаков Б.П. Техническая термодинамика в нефтяной и газовой промышленности. – М.,1987.    Романов Б. А. Тепловой и гидравлический расчет теплообменных аппаратов. -М.: МИНХ и ГП, 1972.

5.  .    Романов Б. А. Тепловой и гидравлический расчет теплообменных аппаратов. -М.: МИНХ и ГП, 1972.

6.  Трошин А.К. Последовательность теплового и гидравлического расчетов теплообменных аппаратов. –М.: МИНГ, 1986.