3. Расчет температур и расходов

1) температура воздуха на выходе из воздухоохладителя

t₁"= 22 ⁰C

2) количество теплоты передаваемое через поверхность теплообмена

Q=G₁C_p1 12∙1009∙(148-22)= 1526818 Вт

где С_p1 ( при температуре 85 ⁰С)

3) расход воды

G₂= кг/с

где С_р2( при температуре 19 ⁰С)

4) среднелогарифмическй температурный напор

∆t_лог=

4. Расчет коэффициента теплопередачи k

k= ^-1;

принимаем m>3-число ходов => ε_∆t=1 и ₂=6000 Вт/(м²∙⁰С)

1) R₃( по рис. 15)=0,00028 м²∙⁰С/Вт ; [1]

2) коэффициент оребрения

φ= =

где -площадь полной поверхности оребренной трубы;

- площадь гладкой поверхности трубы, несущей оребрение;

3) определяющий размер пучка

l₀= =0,016139 м

где F_c-площадь гладкой поверхности оребренной трубы

Далее идет повторяющаяся часть расчетов

Пример расчета с с₁=5 м/с:

1) Re₁ = ;

=358 K; ;

;

ρ₁= кг/м³;

Re₁ =9054,796;

где R=287 Дж/(кг∙К)- газовая постоянная;

μ₁=21,3∙10^-6 Па∙с-динамический коэффициент вязкости;

Pr₁=0,691 ( при t=85⁰C)

2) Nu₁= ,

где n=

C_z=1 ( при при числе рядов z 4) –поправочный коэффициент на число рядов z в пучке;

С_s= - коэффициент формы пучка;

; =1,8972 -

-поперечный, продольный и диагональный относительные шаги труб в пучке;

Nu₁=0,36∙9054,796^0,6879∙0,691^0,33∙1,0075∙7,057^-0,5=63,735

3) =161,62 Вт/(м²К)- коэффициент теплоотдачи межреберных промежутков трубы ,

где λ₁-коэффициент теплопроводности при t=85⁰С

4) – коэффициент эффективности оребрения,

где = 0,9820 – поправочный коэффициент

;

E=0,95( согласно рис.12а)-коэффициент эффективности ребра [1]

=1( при - поправочный коэффициент

=[1-(1-0,9820∙0,95)0,000193/0,000213=0,941;

5)k ^-1= =585,82 Вт/(м²К);

6)F₁= м²- площадь полной поверхности теплообменника.

5. Компоновка трубного пучка

1) м²-площадь сжатого сечения;

2) - коэффициент загромождения фронтального сечения;

=0,9059-коэффицент загромождения диагонального сечения

где мм

3) f= м²- полная площадь фронтального сечения пучка;

м – ширина пучка труб;

4) n= – количество труб в одном ряду

Принимаем значение [n] = 58;

Тогда [a]=[n]S₁=58∙0,0248=1,438 => [l]=f/[a]=2,0403/1,438=1,419 м – высота пучка

5) z= – число рядов трубок;

Принимаем значение [z]=20

6) b=[z]∙S₂=20∙ 0,0203 м – глубина трубного пучка;

Для воды:

7) ₂=59,65∙10^-2 Вт/(м∙К); ₂=21,6 ∙10^-6 м²/с; Pr₂=7,27

8) м/с –скорость потока при одноходовом течении,

где ρ₂₌998,35 кг/м³( при температуре воды 19⁰С)

9) Nu₂= 102,59

10) c₂= -теоретическая скорость потока;

11) m= =7,79

Принимаем [m]=10 ([z]/[m]=2), тогда [c₂]=[m]∙[c₂^`]=1,7535 м/с

12) Re₂= =17263,95

13)[Nu₂]=0,021 =0,021 7,27^0,43=120,89

14)[α₂]= =7069,71 Вт/(м²К);

15)[k]= Вт/(м²К);

16) < 2%

Значит, принимаем значение k=595,045 Вт/(м²К).

6. Сопротивление при течении воды в трубах

1) шероховатость в трубах ∆=4∙10^-5 м

2)

3)λ_тр=0,032 ( по рис.16) [1]

4) - суммарный коэффициент сопротивления для одного хода по воде, где =0,5-коэффициент местного сопротивления при входе в трубу с острой кромкой;

=1,1-коэффициент местного сопротивления при выходе из трубы;

5) -общая величина коэффициента сопротивления по воде;

6) Па- потери давления, отнесенные к скорости воды в трубках;

7)N₂= - мощность насоса, необходимая для прокачки воды через воздухоохладитель;