8.3. Гидравлический расчет теплообменника

Гидравлический расчет состоит в определении затрат механической энергии на перемещение теплоносителей теплообменника. При таком расчете теплообменника необходимо учитывать сопротивление трения, местные сопротивления и тепловое сопротивление.

Потери давления на сопротивление трения определяют по формуле

(8.21)

где – длина и диаметр канала;

 – коэффициент сопротивления трения.

Величина коэффициента сопротивления трения при неизотермическом турбулентном течении жидкости в каналах рассчитывается по формуле

(8.22)

Потери давления на местных сопротивлениях дает формула

(8.23)

в которой коэффициент  зависит от вида местного сопротивления и может быть определен из справочной литературы [4, 6].

При подводе теплоты к газу, движущемуся в канале постоянного сечения, давление газа уменьшается, а при отводе теплоты, наоборот, – увеличивается. Это уменьшение давления газа при нагреве представляет собой тепловое сопротивление. При охлаждении газа тепловое сопротивление отрицательно и уменьшает общее сопротивление теплообменника. Тепловое сопротивление подсчитывают как удвоенную разность скоростных напоров в конце и в начале канала:

(8.24)

Общие потери давления на общее сопротивление каждого теплоносителя определяется как сумма потерь давления в элементах теплообменника

(8.25)

Мощность, необходимая для перемещения каждого теплоносителя в теплообменнике, т. е. мощность насоса, воздуходувки и т.п., определяется по формуле

(8.26)

где G и  – массовый расход и плотность теплоносителя;

_у – к.п.д. устройства (насоса, вентилятора) для перемещения теплоносителя.

Литература

1. Исаченко, В.П. Теплопередача [текст] / В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А. С. Сукомел. – М.: Изд-во «Энергоиздат», 1981.

2. Болгарский, А.В. Термодинамика и теплопередача [текст] / А.В. Болгарский, Г.А. Мухачев, В.К. Щукин. – М.: Изд-во «Высшая школа», 1964.

3. Лыков, А.В. Тепломассообмен. Справочник [текст] / А.В. Лыков. – М.: Изд-во «Энергия», 1978.

4. Юренев, В.Н. Теплотехнический справочник, том 2 [текст] / В.Н. Юренев, П.Д. Лебедев. – М.: Изд-во «Энергия», 1976.

5. Кушнырев, В.И. Техническая термодинамика и теплоотдача [текст] / В.И. Кушнырев, В.И. Лебедев, В.А. Павленко. – М.: Изд-во «Стройиздат», 1986.

6. Кутателадзе, С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротив-ление. Справочное пособие [текст] / С.С. Кутателадзе. – М.: Изд-во «Энергоатомиздат», 1990.

7. Kovalev, S.A. Heat Transfer 1970, vol. .,B.1.4 [текст] / S.A. Kovalev, V.M. Zhukov, G.M. Kasakov, Yu.A. Kuzma – Kichta. – Amsterdam, 1970.

8. Казаков, Г.М. Метод решения сопряженных задач теплообмена при движении жидкостей в трубах [текст] / Г.М. Казаков. – М.: Теплофизика высоких температур, том , 1981.

9. Сухов, В.В. Основы расчета теплообменных аппаратов [текст] / В.В. Сухов, Г.М. Казаков. – Н. Новгород. Изд-во ННГАСУ, 1999.

10. Казаков, Г.М. Теплообменные аппараты с электрообогревом [текст] Г.М. Казаков. – Н. Новгород. Изд-во ННГАСУ, 2004.