2. Гидравлический расчет теплообменного аппарата и расчет мощности насосов для преодоления гидравлического сопротивления аппарата

3.1. Основной задачей гидравлического расчета является определение потери давления по пути греющего и нагреваемого теплоносителей.

Проведем гидравлический расчет для всех заданных вариантов, при этом имея в виду то, что Re_в, W_в и Q_в не изменяются (см. формулы (2.2.1), (2.2.5) и (2.2.6)) по заданию.

Потери давления для водоводяного теплообменника рассчитываются по формуле:

,

(3.1.1)

где N_cек – число секций;

N_пов – число поворотов (задано по схеме ТОА);

– коэффициенты местного сопротивления соответственно при входе и выходе из ТОА, принимаются по таблице 5 приложения [1];

– длина секции ТОА, принято = 5 м;

d – определяющий размер для данной секции, м;

– коэффициент местного сопротивления, рассчитываемый по формуле:

,

(3.1.2)

где Pr_c , Pr_ж – числа подобия Прандтля соответственно при температуре стенки (рассчитывается как средняя температура между средними температурами воды и конденсата) и при температуре жидкости.

Мощность насосов для преодоления гидравлического сопротивления аппарата находим по формуле, кВт:

,

(3.1.3)

где М – массовый расход среды, ;

– потери давления, рассчитанные по формуле (3.1.1);

– плотность среды при определяющей температуре, ;

– коэффициент полезного действия насоса, для данной работы принимаем КПД равным 70 %.

3.2. Расчет для варианта 61

3.2.1. Теплофизические свойства конденсата и воды:

Конденсат	140	926,1	4,287	68,5	0,217	1,26
Вода	100	958,4	4,22	68,3	0,295	1,75

3.2.2. Найдем для воды:

а) коэффициент местного сопротивления:

;

б) потери давления воды для водоводяного теплообменника, прежде рассчитав :

,

тогда

;

в) мощность водяного насоса для преодоления гидравлического сопротивления аппарата:

.

3.2.3. Найдем для конденсата:

а) расход из уравнения (2.2.2):

;

б) коэффициент местного сопротивления:

;

в) потери давления конденсата для водоводяного теплообменника:

;

г) мощность конденсатного насоса для преодоления гидравлического сопротивления аппарата, кВт:

.

3.3. Расчет для варианта 62

3.3.1. Теплофизические свойства конденсата и воды:

Конденсат	120	943,1	4,25	68,6	0,252	1,47
Вода	100	958,4	4,22	68,3	0,295	1,75

3.3.2. Найдем для воды:

а) коэффициент местного сопротивления:

;

б) потери давления воды для водоводяного теплообменника, прежде рассчитав :

,

тогда

;

в) мощность водяного насоса для преодоления гидравлического сопротивления аппарата:

.

3.3.3. Найдем для конденсата:

а) расход из уравнения (2.2.2):

;

б) коэффициент местного сопротивления:

;

в) потери давления конденсата для водоводяного теплообменника:

;

г) мощность конденсатного насоса для преодоления гидравлического сопротивления аппарата, кВт:

.

3.4. Расчет для варианта 63

3.4.1. Теплофизические свойства конденсата и воды:

Конденсат	110	951,0	4,233	68,5	0,272	1,6
Вода	100	958,4	4,22	68,3	0,295	1,75

3.4.2. Найдем для воды:

а) коэффициент местного сопротивления:

;

б) потери давления воды для водоводяного теплообменника:

;

в) мощность водяного насоса для преодоления гидравлического сопротивления аппарата:

.

3.4.3. Найдем для конденсата:

а) коэффициент местного сопротивления:

;

б) потери давления конденсата для водоводяного теплообменника:

;

в) мощность конденсатного насоса для преодоления гидравлического сопротивления аппарата, кВт:

.

3.5. Расчет для варианта 64

3.5.1. Теплофизические свойства конденсата и воды:

Конденсат	110	951,0	4,233	68,5	0,272	1,6
Вода	100	958,4	4,22	68,3	0,295	1,75

3.5.2. Найдем для воды:

а) коэффициент местного сопротивления:

;

б) потери давления воды для водоводяного теплообменника, прежде рассчитав :

,

тогда

;

в) мощность водяного насоса для преодоления гидравлического сопротивления аппарата:

.

3.5.3. Найдем для конденсата:

а) расход из уравнения (2.2.2):

;

б) коэффициент местного сопротивления:

;

в) потери давления конденсата для водоводяного теплообменника:

;

г) мощность конденсатного насоса для преодоления гидравлического сопротивления аппарата, кВт:

.