Литература
Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача.-М.: Энергоиздат, 1984. - 417 с.
Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче. - М.: Энергия, 1980. - 288 с.
Лебедев П.Д. Теплообменные сушильные и холодильные установки. - М. -Л.: Энергия, 1966. - 288 с.
Карабанов Ю.Ф. Расчет теплообменника.- Иваново: ИЭИ, 1979. - 28 с.
Бродянский В.М., Фратшер В., Михалек К. Эксергетический метод и его приложения. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 288 с.
Эксергетические расчеты технических систем: Справочное пособие /Под ред. Доменского А.А., Бродянского В.М. - Киев: Наук. думка, 1991. - 360 с.
Бродянский В.М. Эксергетический метод термодинамического анализа. - М.: Энергия, 1973. - 296 с.
Энергия и эксергия: Сборник статей. - М.: Мир, 1968. - 192 с.
Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. - М.: Энергия, 1973. - 320 с.
Продолжение
Таблица I
Физические свойства воды на линии насыщения
t, °C |
P×10, МПа |
r, кг/м3 |
C¢, кДж/кг |
Cp, кДж/кг×град |
l×102, Вт/м× град |
a×108, м2/с |
m×106, н×с/м2 |
n×106, м2/с |
b×104, 1/град |
s×104, н/м |
Pr |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
0 |
1.013 |
999.9 |
0.00 |
4.212 |
55.1 |
13.1 |
1788 |
1.789 |
-0.63 |
756.4 |
13.67 |
10 |
1.013 |
999.7 |
42.04 |
4.191 |
57.4 |
13.7 |
1306 |
1.306 |
+0.70 |
741.6 |
9.52 |
20 |
1.013 |
998.2 |
83.91 |
4.183 |
59.9 |
14.3 |
1004 |
1.006 |
1.82 |
726.9 |
7.02 |
30 |
1.013 |
995.7 |
125.7 |
4.174 |
61.8 |
14.9 |
801.5 |
0.805 |
3.21 |
712.2 |
5.42 |
40 |
1.013 |
992.2 |
167.5 |
4.174 |
63.5 |
15.3 |
653.3 |
0.659 |
3.87 |
696.5 |
4.31 |
50 |
1.013 |
988.1 |
209.3 |
4.174 |
64.8 |
15.7 |
549.4 |
|
4.49 |
676.9 |
3.54 |
60 |
1.013 |
983.2 |
251.1 |
4.179 |
65.9 |
16.0 |
469.4 |
0.478 |
5.11 |
662.2 |
2.98 |
70 |
1.013 |
973.8 |
293.0 |
4.187 |
66.8 |
16.3 |
406.1 |
0.415 |
5.70 |
643.5 |
2.55 |
80 |
1.013 |
971.8 |
335.0 |
4.195 |
67.4 |
16.6 |
355.1 |
0.365 |
6.32 |
625.9 |
2.21 |
90 |
1.013 |
965.3 |
377.0 |
4.208 |
68.0 |
16.8 |
314.9 |
0.326 |
6.95 |
607.2 |
1.95 |
100 |
1.013 |
958.4 |
419.1 |
4.22 |
68.3 |
16.9 |
282.5 |
0.295 |
7.52 |
588.6 |
1.75 |
110 |
1.43 |
951.0 |
461.4 |
4.233 |
68.5 |
17.0 |
259.0 |
0.272 |
8.08 |
569.0 |
1.60 |
120 |
1.98 |
943.1 |
503.7 |
4.25 |
68.6 |
17.1 |
237.4 |
0.252 |
8.64 |
548.4 |
1.47 |
130 |
2.7 |
934.8 |
546.4 |
4.266 |
68.6 |
17.2 |
217.8 |
0.233 |
9.19 |
528.8 |
1.36 |
140 |
3.61 |
926.1 |
589.1 |
4.287 |
68.5 |
17.2 |
201.1 |
0.217 |
9.72 |
507.2 |
1.26 |
150 |
4.76 |
917.0 |
632.2 |
4.313 |
68.4 |
17.3 |
186.4 |
0.203 |
10.3 |
486.6 |
1.17 |
160 |
6.18 |
907.4 |
675.4 |
4.346 |
68.3 |
17.3 |
173.6 |
0.191 |
10.7 |
466.0 |
1.10 |
170 |
7.92 |
897.3 |
719.3 |
4.38 |
67.9 |
17.3 |
162.8 |
0.181 |
11.3 |
443.4 |
1.05 |
180 |
10.03 |
886.9 |
763.3 |
4.417 |
67.4 |
17.2 |
153.0 |
0.173 |
11.9 |
422.8 |
1.00 |
Продолжение таблицы I
|
|||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
190 |
12.55 |
876.0 |
807.8 |
4.459 |
67.0 |
17.1 |
144.2 |
0.165 |
12.6 |
400.2 |
0.96 |
200 |
15.55 |
863.0 |
852.5 |
4.505 |
66.3 |
17.0 |
136.4 |
0.158 |
13.3 |
376.7 |
0.93 |
210 |
19.80 |
852.8 |
897.7 |
4.555 |
65.5 |
16.9 |
130.5 |
0.153 |
14.1 |
354.1 |
0.91 |
220 |
23.20 |
840.3 |
943.7 |
4.614 |
64.5 |
16.6 |
124.6 |
0.149 |
14.8 |
331.6 |
0.89 |
230 |
27.96 |
827.3 |
990.2 |
4.681 |
63.7 |
16.4 |
119.7 |
0.145 |
15.9 |
310.0 |
0.88 |
240 |
33.48 |
813.6 |
1037.5 |
4.756 |
62.8 |
16.2 |
114.8 |
0.141 |
16.8 |
285.5 |
0.87 |
250 |
39.78 |
799.0 |
1085.7 |
4.844 |
61.8 |
15.9 |
109.0 |
0.137 |
18.1 |
261.9 |
0.86 |
260 |
46.94 |
784.0 |
1135.1 |
4.949 |
60.5 |
15.6 |
105.9 |
0.135 |
19.7 |
237.4 |
0.87 |
270 |
55.05 |
767.9 |
1185.3 |
5.070 |
59.0 |
15.1 |
102.0 |
0.133 |
21.6 |
214.8 |
0.88 |
280 |
64.19 |
750.7 |
1236.8 |
5.230 |
57.4 |
14.6 |
98.1 |
0.131 |
23.7 |
191.3 |
0.90 |
290 |
74.45 |
732.3 |
1290.0 |
5.485 |
55.8 |
13.9 |
94.2 |
0.129 |
26.2 |
168.7 |
0.93 |
300 |
85.92 |
712.5 |
1344.9 |
5.736 |
54.0 |
13.2 |
91.2 |
0.128 |
29.2 |
144.2 |
0.97 |
Продолжение
Таблица 2
Число труб, размещаемых в трубной доске, при числе ходов Z
Д¢/S |
Z=1 |
Z=2 |
Д¢/S |
Z=1 |
Z=2 |
||||||||
nD |
nO |
nD |
nO |
nD |
nO |
nD |
nO |
||||||
2 |
7 |
7 |
- |
- |
22 |
439 |
410 |
416 |
394 |
||||
4 |
19 |
19 |
14 |
16 |
24 |
517 |
485 |
492 |
470 |
||||
6 |
37 |
37 |
30 |
34 |
26 |
613 |
566 |
586 |
548 |
||||
8 |
61 |
62 |
52 |
56 |
28 |
721 |
653 |
692 |
634 |
||||
10 |
91 |
93 |
80 |
86 |
30 |
823 |
747 |
792 |
726 |
||||
12 |
127 |
130 |
114 |
120 |
32 |
931 |
847 |
898 |
826 |
||||
14 |
187 |
173 |
172 |
162 |
34 |
1045 |
953 |
1010 |
930 |
||||
16 |
241 |
223 |
224 |
210 |
36 |
1166 |
1066 |
1128 |
1038 |
||||
18 |
301 |
279 |
282 |
264 |
38 |
1306 |
1268 |
1268 |
1154 |
||||
20 |
367 |
341 |
346 |
330 |
40 |
1459 |
1310 |
1418 |
1278 |
||||
nD - число труб при треугольной разбивке;
nO - число труб при разбивке по концентрическим окружностям;
Z – число ходов теплоносителя
Продолжение
Таблица 3
Физические свойства воздуха
(B=101325 Па)
t, °C |
r, кг/м3 |
Cp, кДж/кг×град |
l×102, Вт/м× град |
a×106, м2/с |
m×106, н×с/м2 |
n×106, м2/с |
Pr |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
-50 |
1.584 |
1.013 |
2.04 |
12.7 |
14.6 |
9.23 |
0.728 |
-40 |
1.515 |
1.013 |
2.12 |
13.8 |
15.2 |
10.04 |
0.728 |
-30 |
1.453 |
1.013 |
2.20 |
14.9 |
15.7 |
10.80 |
0.723 |
-20 |
1.395 |
1.009 |
2.28 |
16.2 |
16.2 |
12.79 |
0.716 |
-10 |
1.342 |
1.009 |
2.36 |
17.4 |
16.7 |
12.43 |
0.712 |
0 |
1.293 |
1.005 |
2.44 |
18.8 |
17.2 |
13.28 |
0.707 |
10 |
1.247 |
1.005 |
2.51 |
20.0 |
17.6 |
14.16 |
0.705 |
20 |
1.205 |
1.005 |
2.59 |
21.4 |
18.1 |
15.06 |
0.703 |
30 |
1.165 |
1.005 |
2.67 |
22.9 |
18.6 |
16.00 |
0.701 |
40 |
1.128 |
1.005 |
2.76 |
24.3 |
19.1 |
16.96 |
0.699 |
50 |
1.093 |
1.005 |
2.83 |
25.7 |
19.6 |
17.95 |
0.698 |
60 |
1.060 |
1.005 |
2.90 |
27.2 |
20.1 |
18.97 |
0.696 |
70 |
1.029 |
1.009 |
2.96 |
28.6 |
20.6 |
20.02 |
0.694 |
80 |
1.000 |
1.009 |
3.05 |
30.2 |
21.1 |
21.09 |
0.692 |
90 |
0.972 |
1.009 |
3.13 |
31.9 |
21.5 |
22.10 |
0.690 |
100 |
0.946 |
1.009 |
3.21 |
33.6 |
21.9 |
23.13 |
0.688 |
120 |
0.898 |
1.009 |
3.34 |
36.8 |
22.8 |
25.45 |
0.686 |
140 |
0.854 |
1.013 |
3.49 |
40.3 |
23.7 |
27.80 |
0.684 |
160 |
0.815 |
1.017 |
3.64 |
43.9 |
24.5 |
30.09 |
0.682 |
180 |
0.779 |
1.022 |
3.78 |
47.5 |
25.3 |
32.49 |
0.681 |
200 |
0.746 |
1.026 |
3.93 |
51.4 |
26.0 |
34.85 |
0.680 |
250 |
0.674 |
1.038 |
4.27 |
61.0 |
27.4 |
40.61 |
0.677 |
300 |
0.615 |
1.047 |
4.60 |
71.6 |
29.7 |
48.33 |
0.674 |
350 |
0.566 |
1.059 |
4.91 |
81.9 |
31.4 |
55.46 |
0.676 |
400 |
0.524 |
1.068 |
5.21 |
93.1 |
33.0 |
63.09 |
0.678 |
500 |
0.456 |
1.093 |
5.74 |
115.3 |
36.2 |
79.38 |
0.687 |
600 |
0.404 |
1.114 |
6.22 |
138.3 |
39.1 |
96.89 |
0.699 |
700 |
0.362 |
1.135 |
6.71 |
163.4 |
41.8 |
115.4 |
0.706 |
800 |
0.329 |
1.156 |
7.18 |
188.8 |
44.3 |
134.8 |
0.713 |
900 |
0.301 |
1.172 |
7.63 |
216.2 |
46.7 |
155.1 |
0.717 |
1000 |
0.277 |
1.185 |
8.07 |
245.9 |
49.0 |
177.1 |
0719 |
1100 |
0.257 |
1.197 |
8.50 |
276.2 |
51.2 |
199.3 |
0.722 |
1200 |
0.239 |
1.210 |
9.15 |
316.5 |
53.5 |
233.7 |
0.724 |
Продолжение
Таблица 4
Физические свойства дымовых газов среднего состава
(B=101325 Па, PCO2=0.13; PH2O=0.11; PN2=0.76)
t, °C |
r, кг/м3 |
Cp, кДж/кг×град |
l×102, Вт/м× град |
a×104, м2/с |
m×106, н×с/м2 |
n×106, м2/с |
Pr |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
0 |
1.295 |
1.042 |
2.28 |
16.9 |
15.8 |
12.20 |
0.72 |
100 |
0.950 |
1.068 |
3.13 |
30.8 |
20.4 |
21.54 |
0.69 |
200 |
0.748 |
1.097 |
4.01 |
48.9 |
24.5 |
32.80 |
0.67 |
300 |
0.617 |
1.122 |
4.84 |
69.9 |
28.2 |
45.81 |
0.65 |
400 |
0.525 |
1.151 |
5.70 |
94.3 |
31.7 |
60.38 |
0.64 |
500 |
0.457 |
1.185 |
6.56 |
121.1 |
34.8 |
76.30 |
0.63 |
600 |
0.405 |
1.214 |
7.42 |
150.9 |
37.9 |
93.61 |
0.62 |
700 |
0.363 |
1.239 |
8.27 |
183.8 |
40.7 |
112.1 |
0.61 |
800 |
0.330 |
1.264 |
9.15 |
219.7 |
43.4 |
131.8 |
0.60 |
900 |
0.301 |
1.290 |
10.00 |
258.0 |
45.9 |
152.5 |
0.59 |
1000 |
0.275 |
1.306 |
10.90 |
303.4 |
48.4 |
174.3 |
0.58 |
1100 |
0.257 |
1.323 |
11.75 |
345.5 |
50.7 |
197.1 |
0.57 |
1200 |
0.240 |
1.340 |
12.62 |
392.4 |
53.0 |
221.0 |
0.56 |
Таблица 5
Коэффициент местных сопротивлений x трубчатых теплообменных аппаратов для различных участков пути теплоносителя
№ п/п |
Характеристика участка |
Величина x |
1. |
Удар и поворот во входной и выходной камерах |
1.5 |
2. |
Поворот на 1800 из одной секции в другую через промежуточную камеру |
2.5 |
3. |
Поворот на 1800 из одной секции в другую через колено в секционных конструкциях |
2.0 |
4. |
Вход в межтрубное пространство под углом 900 к рабочему потоку |
1.5 |
5. |
Поворот на 1800 в È - образной трубке |
0.5 |
6. |
Переход из одной секции в другую для межтрубного потока |
2.5 |
7. |
Поворот на 1800 через перегородку в межтрубном пространстве |
1.5 |
8. |
Огибание перегородок, поддерживающих трубки |
0.5¸1.0 |
9. |
Выход из межтрубного пространства под углом 900 |
1.0 |
Продолжение
Таблица 6
Расчетные формулы для определения коэффициента местных потерь при поперечном омывании пучка
№ п/п |
Характеристика пучка |
Область применения |
Формула |
1. |
Шахматное расположение труб |
Re=6×103-6×104 |
x=2.8×(Пр+1)×Re-0.25 |
1.1
|
|
|
|
1.2
|
Re=6×103-6×104 |
x=3.86×(Пр+1)× × |
|
2. |
Треугольная разбивка. Движение теплоносителя по длинной диагонали ромба y2<1.9
;
|
То же |
x=3.86× |
3. |
Коридорное расположение труб в пучке |
То же |
x=(6+9×Пр)× |
;
×Re-0.25
×Re-0.25
×Re-0.26
Примечания:
При движении газов вводится поправка к скоростному напору на неизотермичность потока
,
где
- начальная, конечная и средняя температуры.
y1 и y2 – поперечный и диагональный относительные шаги
Пр – число рядов труб по потоку.
Продолжение
Тепловой расчет теплообменников на ЭВМ
Для ускорения расчетов при выборе оптимального теплообменника разработаны программы на языке QuickBASIC
Тепловой конструктивный расчет водо-водяного теплообменника и воздухоподогревателя можно выполнить по отдельным программам на ЭВМ.
Ввод параметров, необходимых для расчета, производится в диалоговом режиме.
Обозначения переменных в тексте программ приближены к соответствующим обозначениям в тексте.
Инструкция к программе теплового конструктивного расчета водо-водяного теплообменного аппарата
Вызвать программу. Убедиться, что включен принтер.
Ввести:
расход воды, кг/с;
температуру воды на входе и выходе, °С;
температуру конденсата на входе и выходе, °С;
наружный диаметр трубы, м;
толщину стенок трубок, м;
коэффициент теплопроводности трубок, кВт/(м×К);
толщину загрязнения, м;
коэффициент теплопроводности загрязнения, кВт/(м×К);
среднюю скорость конденсата, м/с;
число ходов;
отношение S1/Дн;
коэффициент использования теплоты.
Программа рассчитывает число трубок и сообщает об этом.
Вводится ближайшее значение числа трубок и отношение Д’/S из табл. 2.
Далее программа выводит меню.
Продолжение
-
Что делать дальше
1 – печать результата
2 – вывод на экран
3 – новые данные к заданию
4 – конец работы
После выбора “1” на печать автоматически выводятся исходные данные и расчетные значения.
В расчетных значениях:
Dв – внутренний диаметр кожуха, м;
W1 – уточненная скорость конденсата, м/с;
W2 – уточненная скорость воды, м/с;
Re1 – число Рейнольдса конденстата;
Re2 – число Рейнольдса воды;
A1 – коэффициент теплоотдачи от конденсата к стенке, кВт/(м2×К);
A2 - коэффициент теплоотдачи от стенки к воде, кВт/(м2×К);
K – коэффициент теплоотдачи, кВт/(м2×К);
F – площадь поверхности теплообмена, м2;
L – общая длина трубного пучка, м;
N – число секций.
Распечатав результаты, программа выводит меню (см. п.5).
После выбора “3” требуется ввести только новые значения:
температуру конденсата на входе и выходе, °С;
среднюю скорость конденсата, м/с.
Дальнейшие действия аналогичны до конца работы с программой.
Инструкция к программе конструктивного расчета воздухоподогревателя
Вызвать программу. Убедиться, что включен принтер.
Ввести:
скорость дымовых газов, м/с;
расход дымовых газов, м3/с;
температуру дымовых газов на входе и выходе, К;
температура воздуха на входе и выходе, К;
наружний диаметр трубок, м;
толщину стенок трубок, м;
отношение S1/Dн;
отношение S2/Dн;
число ходов;
коэффициент использования теплоты и коридорное или шахматное расположение труб.
Программа после предварительного расчета требует:
«Ввести поправочный коэффициент – Е дельта Т» и выводит значения P=... и R=... .
Из графика на рис. 1 вводится значение коэффициента EDt.
Далее программа выводит меню:
-
Что делать дальше
1 – печать результатов
2 – вывод на экран
3 – новые T воздуха и Wr
4 – конец работы
После выбора “1” на печать автоматически выводятся исходные данные и расчетные значения.
В расчетных значениях:
Wв – скорость воздуха, м/с;
Re1 – число Рейнольдса дымовых газов;
Re2 – число Рейнольдса воздуха;
Ar – коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке, кВт/(м2×К);
Aв - коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху, кВт/(м2×К);
Aв ср – средний коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха, кВт/(м2×К);
Fв – площадь сечения одного хода, м2;
F – площадь поверхности теплообменного аппарата, м2;
L – длина трубок воздухоподогревателя, м;
N – Число трубок, шт;
N2 – число рядов.
Распечатав результаты, программа выводит меню см. п. 5.
Дальнейшие действия аналогичны до конца работы с программой.