- •1 Призначення та область використання випарника
- •1.2 Вибір типу випарника та його місце в технологічній схемі
- •2 Технічні вимоги до випарника
- •3 Опис та обґрунтування вибраної конструкції випарника
- •3.1 Опис конструкції, основних складальних одиниць та деталей апарата
- •3.2 Вибір матеріалів
- •4.1.1. Розрахунок теплопритоків
- •4.1.2 Теплопритоки від вантажу при холодильній обробці
- •4.2. Розрахунок двоступінчастої холодильної машини
- •4.3 Розрахунок випарника (повітроохолоджувача)
- •4.3.1 Параметри повітря
- •4.3.2 Степінь ореберення
- •4.3.3 Коефіцієнт тепловіддачі зі сторони повітря
- •4.3.4 Коефіцієнт волого випадання
- •4.3.5 Умовний коефіцієнт тепловіддачі вологого повітря
- •4.3.6 Степінь ефективності ребра
- •4.3.7 Умовний коефіцієнт тепловіддачі
- •4.3.9 Об’ємні витрати повітря
- •4.3.14 Тепловий потік з боку холодильного
- •4.3.15 Середня логарифмічна різниця температур
- •4.3.16 Питомий тепловий потік
- •5.3 Визначення діаметрів штуцерів
4.3.3 Коефіцієнт тепловіддачі зі сторони повітря
Критерій
Рейнольдса при швидкості повітря
м/с у вузькому (живому) перерізі:

де
– коєфіціент в’язкості
повітря при
=
237 К.
Критерій Нуссельта для визначення коефіцієнта тепловіддачі зі сторони повітря, віднесеного до поверхні оребрених труб:

де
с=0.27; m=0.63;
- критерії для коридорного пучка
вибираються за таблицями із [Данилова
с 27].
Тоді коефіцієнта тепловіддачі:

де
– коефіцієнт
теплопровідності повітря при
=
237 К [Таблиця].
4.3.4 Коефіцієнт волого випадання
Так
як величина коефіцієнта вологовипадання
в
інтервалі температур 233-235
К змінюється незначно, тому
розраховуємо при температурі
:

4.3.5 Умовний коефіцієнт тепловіддачі вологого повітря
Умовний
коефіцієнт тепловіддачі вологого
повітря, що враховує тепломасообмін,
термічний опір інею і контакту ребер з
трубками,
:
(4.1)
Товщина шару інею:
м.
Теплопровідність
для густини інею ρ=250 кг/
приймається
[Кошкин-Сакун
350].
Термічний
опір контакту ребер
залежить від ступеня оребрення
та способу контакту. У розрахунку
термічний
опір приймаємо
для насадних ребер при наявності
інею
=0,005[Кошкин-Сакун
350].
Після підстановки значень у формулу (4.1), отримаємо:

4.3.6 Степінь ефективності ребра
Умовна висота ребра:

Комплексна характеристика в разі охолодження з випаданням інею:

де
коефіцієнт
теплопровідності сталі.
Степінь ефективності ребра:

4.3.7 Умовний коефіцієнт тепловіддачі
Умовний коефіцієнт тепловіддачі, приведений до внутрішньої поверхні труби:

Приймаємо
.
4.3.8 Кількість повітря
Маса повітря, яка проходить через апарат розраховується за формулою, кг/с:

Розраховуємо при трьох температурах повітря (233, 234, 235 К) за формулою (4.2), наприклад при температурі 235 К:

Данні заносимо в табл.4.4
Таблиця 4.4 – Кількість повітря
|
Температура повітря, К |
233 |
234 |
235 |
|
|
7,648 |
7,649 |
7,223 |
4.3.9 Об’ємні витрати повітря
Маса на одиницю об'єму:

Об’ємні
витрати повітря розраховується за
формулою,
:

Розраховуємо при трьох температурах повітря (233, 234, 235 К) за формулою (4.3), наприклад при температурі 235 К:

Данні заносимо в табл.4.5
Таблиця 4.5 – Об’ємні витрати повітря
|
Температура повітря, К |
233 |
234 |
235 |
|
|
0,9278 |
0,9279 |
0,8762 |
4.3.10 Площа живого перетину апарата
Площа
живого перетину розраховується
за формулою,
:

Розраховуємо
при трьох температурах повітря (233, 234,
235 К) і при швидкості повітря
м/с
[Остров]
за формулою (4.4), наприклад при температурі
235 К:

Данні заносимо в табл.4.6.
Таблиця 4.6 – Площа живого перетину апарата
|
Температура повітря, К |
233 |
234 |
235 |
|
|
0,1546 |
0,1546 |
0,146 |
4.3.11 Поверхня теплообміну однієї секції
Поверхня
теплообміну однієї секції розраховується
за формулою,


Розраховуємо при трьох температурах повітря (233, 234, 235 К) за формулою (4.5), наприклад при температурі 235 К:
.
Данні заносимо в табл.4.7.
Таблиця 4.7 – Поверхня теплообміну однієї секції
|
Температура повітря, К |
233 |
234 |
235 |
|
|
0,2608 |
0,2609 |
0,246 |
4.3.12 Тепловий потік зі сторони повітря
Тепловий
потік зі сторони повітря розраховується
за формулою,
:

Розраховуємо при трьох температурах повітря (233, 234, 235 К) за формулою (4.6), наприклад при температурі 235 К:

Данні заносимо в табл.4.8.
Таблиця 4.8 – Тепловий потік
|
Температура повітря, К |
233 |
234 |
235 |
|
|
616 |
462 |
308 |
4.3.13 Коефіцієнт тепловіддачі при кипінні аміаку в середині труб
Вихідні дані до розрахунку:
Температура
кипіння хладоагента
,
К 225;
Хладоагент 
Розрахункова схема зображена на рисунку 4.3.

Рисунок 4.7 – Схема розташування теплообмінних труб в корпусі апарата
Розрахунок виконується за методикою, наведеною в [Кошкин].
Критерій, який враховує тиск, поверхневий натяг та зміну густин потоку аміаку при закипанні:

де
Н/м – коефіцієнт поверхневого натягу
при кипінні аміаку при температурі
кипіння
=225
К;
–густина
рідкого аміаку при
=225
К;

–густина
рідкого аміаку при
=225
К .
Коефіцієнт
тепловіддачі при кипінні аміаку всередині
труб визначається з рівняння, Вт/
:
(4.7)

,
кг/с
,

,

,

,
