7. Вычисление поверхности теплообмена.

Тепловой расчет завершается определением расчетной поверхности теплообмена аппарата F_T, м² из уравнения теплопередачи:

F_m=Q/(kt'_cp) (18)

Конструктивный расчет

Определение конструктивных характеристик воздухоохладителя целесообразно проводить в следующей последовательности.

1. «Живое сечение» для прохода воды F_ж находится исходя из данного расхода воды Gж, ее скорости W_ж и ее плотности р_ж. Находим суммарное сечение трубок:

F_ж=G_ж/ р_ж W_ж,м² (19)

2. Это сечение определяет число трубок, объединяемых в один ход по воде:

n1 =4Fж/пd_в² (20)

Полученное значение округляют до ближайшего целочисленного значения.

3. Живое сечение для прохода воздуха определяется аналогично:

Fв=G_в/p_bw_b,m² (21)

4. Затем прорабатываются два варианта компоновки аппарата с расположением труб 2 и 4 хода по воде (Z_ж=2;4) и общим числом трубок

n_o6=Z_ж n₁ (22)

5. Длина труб в каждом варианте

L-F_m/πd_Hn_o6,m (23)

6. Диаметр трубного пучка в каждом варианте

D'=n_o6^0.5S₂, m (24)

7. Расстояние между перегородками по воздуху

h = Fв/D'(l-d_H/S₂),m (25)

8. Если длина трубок теплообменника оказалась не кратной расстоянию между перегородками h, ее округляют до ближайшего большего значения L’, кратного h.Тем самым обеспечивается запас поверхности теплообмена на случай ее загрязнения. Из двух вариантов компоновки (2-х и 4-х ходовой по воде) выбирают тот, в котором коэффициент запаса по поверхности

K₃=F’_m/F_m=L'/L (26)

ближе к оптимальному (1.2... 1.3), а сам аппарат компактнее.

После этого определяются остальные характеристики теплообменника:

9.Число ходов по воздуху

Z_B = L'/h (27)

определяет расположение патрубков для подвода и отвода воздуха: при четном

числе ходов патрубки располагаются с одной стороны корпуса аппарата, при

нечетном- с разных сторон его.

10.Число перегородок по воздуху

k=Z_B -1 (28)

11. Диаметр корпуса D принимается несколько больше, чем диаметр трубного пучка

D > D’ + 2S₂ ,м. (29)

11. Диаметр подводящих патрубков для воздуха принимается ориентировочно равным

d_n>F_b⁰⁵,m (30)

По окончании расчета дается эскиз теплообменника с указанием на нем основных конструктивных характеристик, найденных выше (включая число перегородок по воде и воздуху, которое на единицу меньше соответствующего числа ходов). На эскизе допускается применение разрезов, вырывов, наложение сечений и вынос узлов для пояснения деталей конструкции без увеличения числа видов.

Вопросы для самоконтроля

• Какую цель преследовали вы при проведении реконструкции компрессорной установки?

• Из каких соображений определили вы число ступеней компрессора?

• Оправдано ли дальнейшее увеличение числа ступеней сжатия?

• Какие показатели эффективности компрессорной установки вы знаете?

• Что выражает изотермический КПД компрессорной установки?

• Какой смысл объёмного КПД поршневого компрессора?

• Существуют ли компрессоры с объёмным КПД равным единице?

• В какой ступени компрессора влияние вредного объёма наиболее существенно?

• На какой охладитель прикроете вы воду в первую очередь при нехватке воды?

• Измениться ли производительность компрессора С при прекращении подачи воды на охладители?

• Измениться ли потребляемая компрессором мощность при прекращении подачи воды?

• В чём состоит опасность прекращения подачи воды?

• Зависит ли ход или диаметр поршня компрессора от номера ступени?

• Чем отличается техническая работа при сжатии газа 1_с^T от работы сжатия 1_с?

• Почему нельзя осуществить изотермическое сжатие в поршневых компрессорах?

• Что означает отрицательная теплоёмкость газа в политропном процессе?

• На сколько процентов удалось вам снизить расход электроэнергии при переходе на многоступенчатое сжатие?

• Какие дальнейшие резервы повышение эффективности процесса нагнетания воздуха вы можете назвать?