При противотоке

t_c = t + t_ж=188+12 = 200°C,

t_o = 0,5(t_ж+t_c) = 0,5(12,5 + 200) = 106°C .

Значения коэффициентов и критерия Прандтля принимаются при определяющей температуре по таблице 2 приложений.

_о= 0,7710^-3 - коэффициент температурного расширения воды,

Pr_o = 1,65 - критерий Прандтля,

_o = 0,28-10^-6 - коэффициент кинематической вязкости воды.

т.к. GrPr > 10⁶ -режим движения воды вязкостно-гравитационный, в качестве расчетной формулы для определения критерия Нуссельта для воды примем формулу 1 (таблица 1 приложений).

11. Определим коэффициент теплоотдачи для газов и воды

- газы Nu₁=0,023Re_ж^0,8Pr_ж^0,4= 0,023(21834)^0,8(0,71)l)^0,4 = 59,4

Рr_ж = 0,71 - критерий Прандтля газов, принятый при средней температуре газов.

где _1ж = 410^-2 - коэффициент теплопроводности газов, Вт/м² °С

- вода

Критерий Пекле:

где а₀ = 1410^-6 с/м²- коэффициент температуропроводности.

Примем длину теплообменника l =1 м, тогда , условия применения формулы удовлетворяет условиям работы теплообменника.

_ж, _с - коэффициенты динамической вязкости воды, принимают из табл. 2 приложений,



_ж2= 0,58 - коэффициент теплопроводности воды, Вт/м °С.

12. Коэффициент теплопередачи:

,

где _ст толщина стенки трубы, _ст = 0,004 м;

_ст -коэффициент теплопроводности стали, _ст = 50 Вт /м°С.

13. Площадь теплообмена:

14. Длина труб теплообменника: .

Длина труб, принятая ранее в п. 11 не совпадает с полученной. Корректировка длины при определении критерия Нуссельта для воды приведет к изменению результата менее, чем на 1%, поэтому пересчет проводить не требуется.

---

Проверочный расчет

15. Определим водяные эквиваленты теплоносителей

- газов W₁ = C_ГV_Г_Г = 0,2530,8 = 0,6кВт/°С;

- воды W₂ = С_вМ_в = 4,192,96 =12,4 кВт/°С.

16. Отношение водяных эквивалентов: W₁/W₂ =0,6/12,4 = 0,048,
KF/W₁ =53,418,5/600 = 1,65.

Определим значение коэффициента Z по таблице 4 приложений, Z =0,75.

17. Проверка выбранных температур

Т₂ = Т1 -(Т1 –t1) Z = 400-(400-5)0,75 = 104 °С ;

.

Принятые в расчете произвольные значения температур Т₂ и t₂ не отличаются более, чем на 20% от полученных в проверочном расчете, поэтому расчет теплообменника выполнен верно.

В тех случаях, когда принятые в расчете и полученные при проверке значения температур отличаются более, чем на 20%, расчет проводят еще раз, задавшись новыми значениями температур. Так же поступают, если длина труб теплообменника, принимаемая в п. 11, отличается от значений полученных в п. 14.

Конструктивные размеры теплообменника и его основные параметры (см. рис.)


1 .Тепловая мощность теплообменника, кВт ................186

2. Расходы теплоносителей, кг/с

- первичного (газы) ........................................................ 3

- вторичного (воды) ....................................................... 2,66

3.Температура на входе в теплообменник, °С

- первичного ТН.............................................................. 400

- вторичного ТН.............................................................. 5

4. Температура на выходе из теплообменника, °С

- первичного ТН.............................................................. 100

- вторичного ТН.............................................................. 20

5.Площадь теплообмена, м²........................................... 18,5

б.Габаритные размеры, мм............................................. 2000x600

П Р И Л О Ж Е Н И Я

Таблица 1.

Формулы дли расчета коэффициента теплоотдачи

Режим течения	Теплоноситель форма канала	Расчетная формула
1	2 3
	1. Вынужденное движение
1.1.Вязкостно- гравитационный.	Горизонтальная труба	(1)
Re < 3000
GrPr> 106
1.2. Вязкостно-гравитационный.		(2)
	Вертикальная
Re < 3000	труба
GrPr> 10*		Движение жидкости вниз при охлаждении и вверх при нагревании
		0 75 0.4 М"* И
		(2')
		Движение жидкости вверх при охлаждении n=0,25; вниз при нагревании n=0,11
1.3 Вязкостный	Жидкость,	(3)
Re<3000	труба
GrPr106
1.4 Турбулентный	Жидкость.	(4)
Re> 104	труба
		При l/d>50 труба => E1=l, Er =  = 1
		кольцевой зазор
		змеевик El==1
1.5.	Поперечный поток в межтрубном пространстве гладких труб	Коридорный пучек труб (5)
Турбулентный
61034
		Шахматный пучок Nu=0,27СzRe1
		для капельных жидкостей 1 = Pr0,3
		для газов 1 = 1

---

2. Свободное движение
103GrPr109		Nu = C(GrPr)n
Pr = 0,1		С = 0,389; n = 0,25
Pr = 1	Вертикальные пластины и трубы	С = 0,535; n = 0,25
Pr = 10		С = 0,616; n = 0,25
Pr = 100		С = 0.15; n = 0,25
109GrPr1013		С = 0,15; n = 0.33
10-3GrPr103	Горизонтальные трубы	С = 1,18; n = 0,125
103GrPr108		С = 0,5; n = 0,25
	Вертикальные пластины и трубы	1. Определяют hx из уравнения
GrPr >109
		2.На участке пластины от 0 до hx определяют н поусловию GrPr 109
		3. На участке от hx до h определяют в по условию GrPr >109
		4. Определяют ср

---

Обозначения, принятые в таблице 1:

Индексы "ж", "с" и "о" указывают на то, что эти параметры принимаются при температуре, соответственно:

- жидкости t_ж=0,5(t_ж1+t_ж2), ^оС;

- стенки t_c=t+t_ж, ^оС

- определяющей t₀=0,5(t_с+t_ж), ^оС,

 - поправка на участок гидродинамической стабилизации, учитывается при:



где d, l - диаметр и длина трубопровода, м;

,  - коэффициент кинематической и динамической вязкости:

 =  , Пас, где  - плотность, кг/м³;

S1, S2, S2¹ - поперечный, продольный и диагональный шаг трубок, м.

В формуле 4:

d1, d2 - меньший и больший диаметр кольцевого зазора, м;

D - диаметр изгиба труб в змеевике, м.

В формулах 5, 6, 7:

C_z - поправочный коэффициент для коридорных и шахматных пучков, зависящий от числа рядов:

число рядов 2 3 5 10 20 30

для шахматных 0.75 0.85 0.9 0.97 1 1.02 Cz

для коридорных 0.83 0.9 0.93 0.97 1 1.30

Таблица 2

---

Таблица 4

Значения коэффициента Z в уравнениях проверочного расчёта для противотока

W1/W2	КF/W1
	0.033	0.1	0.33	0.50	1	2	3	
0	0.033	0.10	0.28	0.39	0.63	0.86	0.95	1.00
0.01	0.033	0.10	0.28	0.39	0.63	0.86	0.95	1.00
0.05	0.033	0.10	0.28	0.39	0.62	0.86	0.94	1.00
0.1	0.033	0.10	0.28	0.38	0.61	0.85	0.94	1.00
0.2	0.033	0.10	0.28	0.38	0.60	0.83	0.93	1.00
0.5	0.033	0.10	0.26	0.36	0.57	0.78	0.89	1.00
1.0	0.033	0.10	0.25	0.34	0.51	0.68	0.77	1.00
2.0	0.033	0.09	0.23	0.29	0.39	0.46	0.49	0.5
5.0	0.032	0.08	0.16	0.18	0.20	0.20	0.20	0.2
10.0	0.028	0.06	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10
20.0	0.026	0.04	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05
50.0	0.016	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02
100	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01

---

Смотрите также файлы

• Планконспект проведения занятия по дисциплине Пожарнопрофилактическая подготовка.doc

• Практическая работа 1 Тема Особенности содержания обновленных фгос ооо, фгос соо.docx

• Лабораторная работа 1 Строение яйца и развитие зародыша птицы (курицы).docx

• Решение. Доходом по бескупонным облигациям выступает дисконт д (1000 700 1)(13)100 14,29 %.docx

• Возрастные особенности детей старшего дошкольного возраста (57 лет).docx