3. Число Рейнольдса:

4. Число Прандтля

Число Прандтля в межтрубном пространстве, как и для воды в трубках, первом приближении определяется по таблице свойств воды в состоянии насыщения. Температура, по которой определяется Pr , берется равной температуре воды, подаваемой на охлаждение .

5. Число Нуссельта:

Для внешнего продольного обтекания пучка круглых стержней (труб) с относительным шагом установки x>1.1 применяется формула:

Где ,

6. Коэффициент теплоотдачи:

6. Коэффициент теплопередачи через цилиндрическую стенку:

7. Определение требуемой величины поверхности теплообмена

   1. Теоретические основы

Исходное уравнение теплопередачи имеет вид:

Где

- передаваемая тепловая мощность

- площадь теплопроводящей поверхности

- коэффициент теплопередачи (п.3.6), усредненный по площади поверхности.

Уравнение решается относительно площади поверхности.

2. Определение температурного напора теплопередачи.

Согласно значениям заданных входных и выходных температур определяются температурные напоры (п.2.3 и рис.1).

Если «горячий» и «холодный» температурные напоры равны, то температурный напор теплопередачи определяем как

Если «горячий» и «холодный» температурные напоры не равны между собой, то в качестве температурного напора теплопередачи используется так называемый среднелогарифмический температурный напор.

Из температурных напоров и определяются больший и меньший и .

Пусть =5.0°С; =7.0°С. Тогда =7.0 и =5.0.

Среднелогарифмический температурный напор определяется как

В приведенном примере среднелогарифмический напор равен

3. Определение конструктивных характеристик теплообменника.

Согласно 3.7.1 определяется площадь поверхности теплообмена.

По величине поверхность теплообмена определяется требуемая длина теплообменных трубок. Поскольку

То

Определенная таким образом длина трубки является основой для окончательного определения габаритов и массы теплообменника.

Если полученная длина больше 8÷9 м, целесообразно конструкцию теплообменника сделать поворотной(с U- образными трубками) или секционной.

Объем трубного пучка

Далее в пределах вычисленной величины поверхности теплообмена можно варьировать соотношение между числом трубок и их длиной.

Площадь поверхности теплообмена, длина трубки и объем трубного пучка являются результатами расчета.

4. Задание на вариантный анализ.

В качестве первого приближения задать такое количество трубок, при котором скорость воды равна 1 м/с и выполнить все расчеты до определению поверхности теплообмена и длины трубок.

Повторить расчеты, приняв допустимую скорость воду в трубках 0.8 м/с и 1.2 м/с.

№№ вариантов	Мощность N, 106 Вт	Вход горячего теплоносителя	Выход горячего теплоносителя	Вход холодного теплоносителя	Выход холодного теплоносителя	Внешний диаметр и толщина стенки трубки, мм	Компоновка трубного пучка	Шаг установки трубок, мм
1	3.5	40	25	20	35	16×1.5	Квадратная (коридорная)	20
2	3.5	40	26	20	35	16×1.5	-« -	20
3	3.5	40	27	21	34	14×1.2	-« -	16
4	3.5	40	28	21	34	12×1.2	-« -	14
5	5	45	30	25	40	16×1.5	-« -	20
6	5	45	31	25	40	16×1.5	-« -	20
7	5	45	32	26	39	14×1.2	-« -	16
8	5	45	33	26	39	12×1.2	-« -	14
9	7	50	32	27	45	16×1.5	-« -	20
10	7	50	34	28	45	16×1.5	-« -	20
11	7	50	36	28	44	14×1.2	-« -	16
12	7	50	38	32	44	12×1.2	-« -	14
13	10	55	40	32	50	16×1.5	-« -	20
14	10	55	41	36	50	16×1.5	-« -	20
15	10	55	42	37	49	14×1.2	-« -	16
16	10	55	43	37	49	12×1.2	-« -	14
17	16	60	45	41	55	16×1.5	-« -	20
18	16	60	46	41	55	16×1.5	-« -	20
19	16	60	47	42	54	14×1.2	-« -	16
20	16	60	48	42	54	12×1.2	-« -	14