3.3.1 Определение теплопередачи для горячего теплоносителя (масло в межтрубном пространстве)

Выбираем количество перегородок [1].

Шаг перегородок м определяем по формуле (17)

Находим для гладкотрубного пучка зазор между соседними трубами , мм по формуле (18)

Находим площадь поперечного сечения потока м² для кожухотрубчатого теплообменника по формуле (16)

Находим массовую скорость , кг/(м²∙с) по формуле (19)

Эквивалентный диаметр м для труб, оребренными радиально низкими ребрами определяем по рисунку 3.4

Число Рейнольдса находим по формуле (20)

Определяем -н фактор теплоотдачи. По рисунку 3.4 при и имеем

При кг/(м∙с) и плотности API определяем по (22) комплекс Вт/(м∙^оС)

Находим отношение коэффициента теплоотдачи Вт/(м²∙^оС) и поправочного коэффициента , учитывающего изменение вязкости при изменении температуры из уравнений (23) , (24) и (25).

Определяем сопротивление теплоотдачи в кольцевом канале (м²∙^оС)/Вт по формуле (26):

Сопротивление загрязнения на наружной стороне трубы (м²∙^оС)/Вт определяется из задания.

Тогда полное внешнее термическое сопротивление (м²∙^оС)/Вт находим по формуле (27)

3.3.2 Определение теплопередачи для холодного теплоносителя (вода в трубах).

Находим площадь проходного сечения трубы , м² по формуле (28)

Находим площадь поперечного сечения потока на ход , м² по формуле (30)

Определяем массовую скорость кг/(м²∙с) по формуле (31)

Находим скорость воды в трубах м/с по формуле (32)

Определяем внутренний диаметр трубы м по рисунку 5

Находим число Рейнольдса по формуле (33)

Определяем коэффициент теплоотдачи Вт/(м²∙^оС) от жидкости к стенке во внутренней трубе.

При найденной скорости м/с, средней температуре теплоносителя ^оС и внутреннем диаметре трубы м определяем поправочный коэффициент на изменение диаметра , Вт/(м²∙^оС) по рисунку 3.5.

Термическим сопротивлением стенки трубы можно пренебречь, если оно мало по сравнению с сопротивлением теплоотдачи от масла к стенке.

Определяем сопротивление теплоотдачи на стенке (м²∙^оС)/Вт по формуле (34)

Термическое сопротивление слоя загрязнения на внутренней стенке трубы (м²∙^оС)/Вт определяется из задания.

Суммарное внутреннее сопротивление (м²∙^оС)/Вт находим по формуле (35)

Находим термическое сопротивление со стороны труб (м²∙^оС)/Вт по формуле (36)

3.3.3 Определение термического сопротивления теплообменника с низкоребристыми трубами

Температуру стенки оребренной трубы трубы , ^оС в первом приближении вычисляем по формуле (37)

По этой температуре определяем из [3] или из Приложения 1 вязкость трансформаторного масла , кг/(м∙с) и воды , кг/(м∙с).

Тогда поправочный коэффициент, учитывающий изменение вязкости при изменении температуры определяем по формуле (24)

Соответствующий поправочный коэффициент на изменение вязкости воды можно принять равным единице.

Находим уточненное значение коэффициента теплоотдачи , Вт/(м²∙^оС) от масла к стенке по формуле (38)

Находим уточненное значение термического сопротивления теплоотдачи , (м²∙^оС)/Вт от масла к стенке по формуле (39)

Тогда, полное внешнее термическое сопротивление , (м²∙^оС)/Вт находим по формуле (27)

Термическое сопротивление со стороны труб , (м²∙^оС)/Вт находим по формуле (36)

Полное расчетное термическое сопротивление теплопередачи (м²∙^оС)/Вт определяем по формуле (40)

Принятое значение полного термического сопротивления теплопередачи , (м²∙^оС)/Вт определяем по формуле (41)

Избыточное термическое сопротивление загрязнения (м²∙^оС)/Вт определяем по формуле (42)

Определяем термическое сопротивление с оребренной стороны с учетом поправки на эффективность ребра (м²∙^оС)/Вт по формуле

(47)

где – средневзвешенная эффективность оребренной стенки из адмиралтейского сплава.

Определяем из рисунка 3.8 по , Вт/(м²∙^оС).

Рисунок 3.8 – Средневзвешенная эффективность оребренных труб с 748 радиальными низкими ребрами на 1 метр длины (высотой 1,6 мм)

Отсюда находим термическое сопротивление с оребренной стороны с учетом поправки на эффективность ребра , (м²∙^оС)/Вт.