6.3.2 Межтрубное пространство.

В межтрубном пространстве гидравлическое сопротивление можно рассчитать по формуле:

(6.14)

Скорость жидкости в межтрубном пространстве определяют по формуле:

(6.15)

где - наименьшее сечение потока в межтрубном пространстве.

Коэффициенты местных сопротивлений потоку, движущемуся в межтрубном пространстве:

- вход и выход жидкости;

- поворот через сегментную перегородку;

- сопротивление пучка труб.

где ;

- число рядов труб, омываемых теплоносителем.

Общее число труб при их размещении по вершинам равносторонних треугольников равно , где а — число огибающих трубы шестиугольников (в плане трубной доски). Число труб в диагонали шестиугольника b можно определить, решив квадратное уравнение относительно а:

(6.16)

Число рядов труб, омываемых теплоносителем в межтрубном пространстве, приближенно можно принять равным 0,5b, т.е.:

(6.17)

Сопротивление входа и выхода следует также определять по скорости жидкости в штуцерах, диаметры условных проходов которых приведены в табл. 2.

Число сегментных перегородок зависит от длины и диаметра аппарата. Для нормализованных теплообменников эти числа приведены в табл. 1 (см. приложение).

В конечном итоге, уравнение для расчета гидравлического сопротивления межтрубного пространства кожухотрубчатого теплообменника принимает вид:

(6.18)

где - число сегментных перегородок;

- скорость теплоносителя в подводящем и отводящем штуцере.

6.4 Порядок подбора насоса (вентилятора)

1. Рассчитывают необходимую объемную производитель­ность (уравнение 6.2).

2. Рассчитывают полное гидравлическое сопротивление по­току теплоносителя

(уравнения 6.11; 6.15).

3. По объемной производительности и свойствам теплоноси­теля по каталогам (таблицы 9,10,11) подбирается соот­ветствующий насос (вентилятор).

4. Используя паспортные характеристики, по коэффициентам полезного действия рассчитывают потребляемую мощ­ность электродвигателя (уравнение 6.1).

5. Рассчитывают потерю напора при течении теплоносителя (уравнение 6.3).

6. Сравнивают расчетные значения объемной производи­тельности, напора и мощности электродвигателя с пас­портными характеристиками выбранного насоса (вентиля­тора) и делают вывод о его пригодности. В противном слу­чае подбирают другой насос.

7. Конструктивно-механический расчет

В задачу конструктивно-механического расчета входит оп­ределение необходимых геометрических размеров отдельных де­талей и узлов, которые определяют конструкцию теплообменного аппарата, его механическую прочность и геометрические разме­ры. Следует различать детали, которые являются ответственными за механическую прочность всего аппарата в целом и детали, ко­торые не обеспечивают его механическую прочность. В первом случае геометрические размеры рассчитываются на основе зако­нов механики (сопротивления материалов), во втором случае гео­метрические размеры определяются из конструктивных соображений и обуславливаются соответствующими ГОСТами. По­скольку полный конструктивно-механический расчет представля­ет собой сложную задачу и выходит за рамки программы, то в данном методическом пособии по расчету теплообменных аппа­ратов приводится краткий минимальный перечень необходимых расчетных задач, а именно:

1. Расчет размеров штуцеров для подвода и отвода теплоно­сителей.

2. Подбор крышек, днищ, фланцевых соединений.

3. Проверка на механическую прочность обечайки аппарата.

4. Определение толщины трубных решеток.