Б9. Коэффициент теплоотдачи при продольном течении в канале [Вт/м² к]

Исходные данные: w, d, ρ, ν, λ с, β_, ρ_ст, ν_ст, λ_ст, с_ст, β_ст, t, t _ст – из Б1–Б9 БС-α_т либо из Б1–Б8 БС-α_м. Результаты расчета : α_прод

Блок-схема расчета коэффициента теплоотдачи между трубами при нагреве-охлаждении без изменения агрегатного состояния теплоносителя. Шифр бс-αм.

Приложение к БС – α_м.

Б1-3. Блоки переадресации, присвоения значений величин t_м , w_м, t_мст.

Б4 – 8. Значения свойств теплоносителя между трубами ν_м, с _м, ρ_м, β_м, λ_м определяются интерполяцией данных таблицы Т3П при средней температуре теплоносителя между трубами t_м, рассчитанной по формуле из Б3 БС-k. Здесь же проводится переадресация, присвоение значений величин ν_м, с _м, ρ_м, β_м, λ_м.

Величины ν_мст, с_мст, ρ_мст, λ_мст определяются интерполяцией данных таблицы Т3П для теплоносителя между трубами при температуре стенки t_мст, рассчитанной в Б5 БС–k. Здесь же проводится переадресация, присвоение значений величин ν_мст, с_мст, ρ_мст, λ_мст.

Б9. Проверка: между трубами нет поперечных перегородок, то есть имеет место продольное обтекание пучка снаружи труб (П_тп = 0)?

Б10. Эквивалентный диаметр межтрубной зоны при продольном обтекании пучка труб[м]

Здесь же проводится переадресация, присвоение значения величины d_экв.

Б11. Блок-схема расчета коэффициента теплоотдачи при продольном течении в канале. Шифр БС–α_прод.

Б12. Блок-схема расчета коэффициента теплоотдачи между трубами при поперечном обтекании пучка α_мп1 для случая нагрева или охлаждения теплоносителя без изменения его агрегатного состояния. Шифр БС– α_мп1.

Б13. Присвоение значения α_прод коэффициенту теплоотдачи α_м между трубами [Вт/м² К].

Б14. Присвоение значения α_мп коэффициенту теплоотдачи α_м между трубами [Вт/м² К].

Исходные данные: ν_м, с_м, ρ_м, β_м, λ_м, ν_мст, с_мст, ρ_мст, λ_мст – из Т3П; t_т, t_{т ст} – из Б2, Б4 БС–k; D_в, d_н – из БС–ННП или БС–ИНП; n_тп – из БС– n_тп; w_м – из Б7 БС–w_м.

Результаты расчета : α_м

Блок-схема расчета коэффициента теплоотдачи между трубами при поперечном обтекании пучка α_мп1 для случая нагрева или охлаждения теплоносителя без изменения его агрегатного состояния. Шифр БС– α_мп1.

П риложение к БС-α_мп1.

Б1. Число Рейнольдса

Б2. Число Прандтля теплоносителя в канале при температуре t в ядре потока

Б3. Число Прандтля теплоносителя в канале при температуре t_ст стенки

Б4. Угол атаки

Ψ_а = arctg[(2Ω – 1)D_в/S_п],

поправка на угол атаки ε_Ψа = 0,01Ψ_а + 0,34.

Б5. Проверка: пучок шахматный (П_рп=0)?

Б6. Поправка на первый и второй ряды труб для шахматного пучка

ε_l = 1 –0,65/ n_тп – 0,41/√ n_тп

Б7. Поправка на первый и второй ряды труб для коридорного пучка

ε_l = 1 –0,35 n_тп – 0,285/√ n_тп

Б8. Число Нуссельта для расчёта теплоотдачи при поперечном обтекании шахматных П_рп=0 и коридорных П_рп=1 пучков труб, расположенных по равностороннему треугольнику П_ртп=0 и квадрату П_ртп=1,

Nu = a Re^b Pr^c (Pr/Pr_ст)^0,25,

где коэффициенты a, b и c обобщенного критериального уравнения находится выборкой из приведенной ниже таблицы при известных П_рп, П_ртп и Re

Расположение пучка, Прп	Re	Пртп	a	b	c
Шахматное, Прп=0	<103	0 и 1	0,6	0,5	0,36
	103 2∙105	1	0,4	0,6	0,36
		0	0,36	0,6	0,36
	≥2∙105	1	0,036	0,8	0,4
		0	0,032	0,8	0,4
Коридорное, Прп=1	<103	0 и 1	0,52	0,5	0,36
	103 2∙105	0 и 1	0,27	0.63	0,36
	≥2∙105	0 и 1	0,033	0,84	0,36

Б9. Коэффициент теплоотдачи между трубами [Вт/м² К]

Исходные данные: w, ρ, ν, λ с, β_, ρ_ст, ν_ст, λ_ст, с_ст, β_ст, t_т, t_{т ст} – из БС-α_м; n_тп – из БС– n_тп;

S_п – из Б3 БС–w_м; d_н, Ω, D_в – из БС–ННП или БС–ИНП; П_ртп, П_рп – из Т7П .

Результаты расчета : α_прод

Блок-схема расчета фактической поверхности теплообменника.

Шифр БС-F_то

Приложение к БС-F_то

Б1. Блок-схема расчета поверхности теплообменника требуемой (теоретической) БС–F_тот

Б2. Блок-схема расчета поверхности теплообменника фактической, с учетом запаса поверхности и округления БС–F_тозо

Блок-схема расчета теоретического числа аппаратов в теплообменнике и теоретической площади теплопередающей поверхности теплообменника. Шифр БС – F_тот

П риложение к БС – F_тот

Б1. Сравнение начальных температур в трубного и межтрубного теплоносителей.

Б2. Присвоение значений параметров трубного и межтрубного теплоносителей теплоотдающей и тепловоспринимающей средам :

t_он = t_тн, t_вн = t_мн,

t_ок = t_тк, t_вк = t_мк,

η_по = η_пт η_пв = η_пм

G_оэ = G_тu, G_вэ = G_мu,

с_о = с_т, с_в = с_м,

U_o=U_т, U_в=U_м,

П_ро = П_рт, П_рв = П_рм

Б3. Присвоение значений параметров трубного и межтрубного теплоносителей теплоотдающей и тепловоспринимающей средам :

t_он = t_мн, t_вн = t_тн,

t_ок = t_мк, t_вк = t_тк,

η_по = η_пм η_пв = η_пт

G_оэ = G_мu, G_вэ = G_тu,

с_о = с_м, с_в = с_т,

U_o=U_м, U_в=U_т,

П_ро = П_рм, П_рв = П_рт

Б4. Индекс противоточности элемента р_э определяется выборкой из таблицы Приложений Т4Пр в зависимости от М и П_пэ

Б5. Блок-схема расчёта функции эффективности элемента БС-Ф_ээ

Б6. Формирование значения функции водяных эквивалентов ряда элементов А_р

Б7. Теоретическое значение функции тепловой эффективности комплекса.

Б8. Блок-схема расчета числа аппаратов в ряду комплексов типа 00000, 00010, 00100, 00110, 01000, 01010, шифр БС -n_рт–0;1

Б9. Проверка реальности рассчитанной поверхности ряда элементов (условие П_нв=0)

Б10. Формирование значения теоретического числа аппаратов в ряду n_рт

Б11. Теоретическое число аппаратов в теплообменнике [шт]

n_тот =n_pтU

где U – бóльшее из чисел U_o, U_в

Б12. Теоретическая площадь теплопередающей поверхности теплообменника [м²]

F_тот = F_an_тот

Исходные данные:

t_тн, t_тк, t_мн, t_мк, η_пт, η_пм –из Т1П; с_т – из Т2П; с_м – из Т3П; П_пэ– из Т7П; G_тu– из БС–w _т;

G_мu– из БС–w _м; М, U_т, U_м –из БС–ННП или БС–ИНП; А_э– из БС– Ф_ээ; F_a – из БС–КРХТА; П_нв– из разных блок–схем

Результаты расчета : G_оэ, G_вэ, t_он, t_ок, t_вн, t_вк, η_по, η_пв, U_о, U_в, U,А_р, Ф_эк, n_рт, n_тот, F_тот

Блок-схема расчета функции эффективности элемента. Шифр БС - Ф_ээ

П риложение к БС – Ф_ээ

Б1. Функция водяных эквивалентов

Б2. Число

Б3. Число единиц переноса тепла

Б6. Функция эффективности элемента Ф_ээ = S_э/( S_э + 1)

Б7. Функция эффективности элемента

Исходные данные:

G_оэ, G_вэ, с_о, с_в, η_по, η_пв, р_э – из БС-F_тот; k – из БС-k; F_a – из БС–КРХТА; П_нв– из разных блок–схем

Результаты расчета : А_э, S_э, Ф_ээ

Блок-схема расчёта теоретического числа аппаратов (элементов) в ряду комплекса 00000, 00010, 00100, 00110, 01000, 01010.

Шифр БС– n_p-0;1

Приложение к БС – n_p-0;1

Б1. Выбор типа ряда элементов в зависимости от признака реверса теплоносителя, отдающего тепло П_ро.

Б2. Функция эффективности ряда элементов

Б3. Функция эффективности ряда элементов

Б4. Выбор направления расчета в зависимости от признака противоточности ряда элементов: П_п=0 – общий прямоток в ряду, П_п=1 – общий противоток в ряду.

Б5. а₁ = 1– Ф_эр(А_р + 1)

Б6. а₁ = (1– Ф_эр)/ (1– А_рФ_эр)

Б7. а₂ = 1– Ф_ээ(А_р + 1)

Б8. а₂ = (1– Ф_ээ)/ (1– А_рФ_ээ)

Б9, 10. Проверка реальности процесса теплопередачи в комплексе.

Б11, 12. Формирование значения признака реальности процесса теплопередачи в ряду комплекса:П_нв = 0 – процесс реален, П_нв = 3 – процесс нереален.

Б13. Теоретическое число аппаратов в ряду комплекса

Исходные данные : П_ро, П_п – из Т7П ; U_o, U_в, А_р, Ф_эк – из БС – F_{то т}; Ф_ээ – из БС-Ф_ээ

Результаты расчета : Ф_эр, n_p,U, П_нв

Б лок-схема расчета фактической поверхности теплообменника с учетом ее запаса

и округления. Шифр БС – F_тозо

Приложение к БС – F_тозо

Б1. Требуемое число аппаратов в ряду с учетом коэффициента запаса поверхности

n_рз = n_ртη_з

Б2. Число аппаратов в ряду с запасом и округлением в сторону меньшего целого (для случаев, когда n_рз >1)

n_рзо = > n_рз < ,

где > …< – формальная запись округления в сторону меньшего целого. При n_рз<1 принимать n_рзо=1.

Б3. Допустимая погрешность округления числа аппаратов в теплообменнике в сторону меньшего целого при учете запаса

ε_{F доп} = (η_з -1) С_з ,

где С_з – допустимая степень уменьшения коэффициента запаса η_з.

Б4. Степень уменьшения n_рз при округлении в сторону ближайшего меньшего

ε_F = η_з – n_рзо/n_рт

Б5. Проверка допустимости округления n_pз в сторону ближайшего меньшего.

При ε_F > ε_{F доп} округление n_р в сторону ближайшего меньшего не допустимо, поэтому n_p надо увеличить. В противном случае округление допустимо.

Б6. Число аппаратов в ряду с учетом запаса и с округления n_рз в сторону большего целого n_рзо = n_рзо +1

Б7. Фактический коэффициент запаса поверхности с учетом округления η_зо = n_рзо/n_рт

Б8. Проверка: превышает ли фактический коэффициент запаса поверхности η_з максимально допустимый η_змакс.

При η_з > η_змакс далее в Б15 вырабатывается признак неприемлемости варианта.

Б9. Фактическая поверхность теплообменника F_тозо = F_тотη_зо

Б10. Фактическое число аппаратов в теплообменнике при учете запаса и округления n_тозо = n_рзоU

Б11. Условное число аппаратов в ряду комплекса с учетом округления числа аппаратов в ряду (но без учета запаса поверхности)

n_ро = n_рт + (n_рзо – n_рз)

Б12. Коэффициент дополнительного запаса поверхности за счет округления числа аппаратов в ряду комплекса

η_о = n_ро / n_рт

Б13. Условная поверхность теплообменника, учитывающая округление числа аппаратов в ряду комплекса (но без учета запаса поверхности) F_тоo = F_тотη_о

Б14. Формирование признака приемлемости варианта (П_нв=0).

Б15. Формирование признака неприемлемости варианта (П_нв=5)

Исходные данные: η_з, η_змакс – из Т1П, n_рт, F_тот, U – из БС – F_тот

Результаты расчета: n_pзо, η_зо, n_тозо, F_тоо, n_ро, η_о, ε_F, П_нв

Блок-схема уточнения конечных температур теплоносителей в теплообменнике

Шифр БС – КТ.

Приложение БС – КТ

Б1. Формирование значений признака противоточности П_пр, а также числа аппаратов n_p в рассматриваемом ряде аппаратов с учетом их округления (но без учета запаса поверхности).

Б2. Блок-схема расчета функции эффективности ряда.

Шифр БС – Ф_эр.

Б3. Проверка: процесс теплопередачи в рядах реален (П_нв=0)?