1. Задание

Выполнить поверочный тепловой и гидравлический расчёты

Нормализованного кожухотрубного теплообменного аппарата по ГОСТ 14245- ,14246- ,1427-79 – предназначен для охлаждения масла типа масло МК в количестве G₁=16 кг/с от начальной температуры масло охлаждается до . Охлаждение осуществляется водой с начальной температурой и конечной .

2. Поверочный расчёт кожухотрубчатого теплообменного аппарата

1. Определение тепловой нагрузки :

Вт

2. Определим расход воды из уравнения теплового баланса :

=26,208 кг/с

3. Определение среднелогарифмической разности температур :

=43,28

4. Ориентировочный выбор теплообменника. В трубное пространство с меньшим проходным сечением целесообразно направить теплоноситель с меньшим расходом , т.е. горячий раствор . Это позволит выровнять скорости движения теплоносителей и соответвующие коэффициенты теплоотдачи , увеличивая таким образом коэффициент теплопередачи . Кроме того , направляя поток холодной жидкости в межтрубное пространство , можно отказаться от теплоизоляции кожуха теплообменника.

Примем ориентировочное значение , что соответствует развитому турбулентному режиму течения в трубах. Очевидно , такой режим возможен в теплообменнике , у которого число труб диаметром

мм :

принимаем

Ориентировочное значение коэффициента теплопередачи , соответствующее турбулентному течению :

Ориентировочное значение поверхности теплообмена :

Поправка для среднелогарифмической разности температур определим по уравнению :

23

С учётом поправки ориентировочная поверхность составит :

Целесообразно произвести расчёт следующего варианта :

, ,

5. Уточнённый расчёт поверхности теплопередачи :

По значению числа Рейнольдса определяем , что у нас турбулентный режим течения :

Площадь сечения потока в межтрубном пространстве между перегородками –

Термические сопротивления .

Повышенная коррозионная активность этих жидкостей диктует выбор нержавеющей стали в качестве материала труб . Теплопроводность нержавеющей стали примем равной

Сумма термических сопротивлений стенки и загрязненной воды равна

Коэффициент теплопередачи равен

Требуемая поверхность составит

Из выбранного ряда подходит теплообменник с трубами длиной 3,0 м и номинальной поверхностью

При этом запас

Масса теплообменника :

4. Гидравлический расчёт теплообменного аппарата

Скорость жидкости в трубах :

- относительная шероховатость труб;

- высота выступов шероховатостей равна 0,2 мм .

Коэффициент трения :

Диаметр штуцеров в распределительной камере

;

Скорость в штуцерах :

В трубном пространстве следующие местные сопротивления : вход в камеру и выход из неё , 1 поворот на , четыре входа в трубы и четыре выхода из них .

Гидравлическое сопротивление трубного пространства равно :

Число рядов труб , омываемых потоком в межтрубном пространстве :

Принимаем n=12 .

Число сегментных перегородок x=10 .

Диаметр штуцеров к кожуху :

Скорость потока в штуцерах :

Скорость жидкости в самом узком сечении межтрубного пространства площадью

равна :

В межтрубном пространстве следующие местные сопротивления : вход и выход жидкости через штуцера , 10 поворотов через сегментные перегородки и 11 сопротивлений трубного пучка при его поперечном обтекании

Сопротивление межтрубного пространства равно :