2. Гидравлический расчет

Произведем расчет гидравлических потерь в трубной полости по сред- ней температуре теплоносителя.

Суммарные гидравлические потери равны:

P₁ P_1тр P_1м P_1пат . (3.52)

Рассчитаем гидравлические потери на трение при движении теплоноси- теля по трубам:

^P1тр

^1тр

_L dr₁

v²

 ¹ , Па; (3.53)

2 ₁

для воздуха

_○ 3

₁ (P₁ P₁

/ 2) /(T_1ср 286,3) ,

кг / м

, (3.54)

где

P^○

в нулевом приближении задается равным нулю.

1

Коэффициент гидравлического сопротивления трения вычисляем:

по формуле Пуазейля при

Re₁ 3000 :

_1тр 64 / Re ; (3.55)

по формуле Блазиуса при 3000 Re₁ 100000 :

1тр 1

 0,3164 / Re^0,25

; (3.56)

по формуле Никурадзе при 100000 Re₁

10⁸ :

1тр 1

 0,0032 0,221/ Re^0,237

. (3.57)

Гидравлические потери на местные сопротивления при входе в трубное пространство и выходе из него равны:

( v )²

P_1м

( _1вх

_1вых ) 

1

2 

, (3.58)

где

^вх

^{и }вых

1

определяются с помощью графика (см. рис. 3.2) по отноше-

нию

f_c / F_фр .

1 1

Гидравлические потери в патрубках подвода и отвода теплоносителя на- ходим по формуле:

1

^Pпат

⎛

^⎜_⎜

2

G ^⎞

1 _⎟⎟

^{1 ⎛}рас

 _⎜^⎜ 

^сум

⎞

_⎟^⎟.

(3.59)

⎝^fc1пат ⎠



² ⎝^1вх

^1вых ⎠

Здесь коэффициенты гидравлических сопротивлений находятся с помо-

щью графика (см. рис. 3.2) по отношению

f_c1пат / F_фр1 ; величины плотности

^1вх ^и

_1вых вычисляются при температурах входа

t^' и выхода

t^" , причем для

1

1

воздуха – с учетом потерь давления

 P^' /( 286,3 Т ^' ) ;

1вх 1 1

 ( P^' P^○ ) /( 286,3T ^" )

1вых 1 1 1

Если полученное значение

P₁

отличается от исходного P^○

более чем

1

на 100 Па, то расчет выполняется с формулы (3.54).

Произведем расчет гидравлических потерь в межтрубной полости по средней температуре.

Вычислим:

суммарные гидравлические потери:

P₂ P_2пол P_{2 м} P_2пат ; (3.60)

гидравлические потери при поперечном омывании пучка труб:

( v )²

^P2пол

₂

пол ^

2

2 ₂

Па; (3.61)

2

⎛ _⁰ ⎞

^⎜P 

P_{2 ⎟}

для воздуха

⎜

₂ ^⎝

2вх

⎟

2ср

^⎠286,3 T ^,

где

P^○

в нулевом приближении задается равным нулю.

2

Коэффициент гидравлического сопротивления при поперечном омыва- нии шахматных пучков труб рассчитаем по формулам:

2поп р 2

 (5,4 3,4 К ) Re^0,28

2ппо р 2

 (4 6,6 К ) Re^0,28

при

при

x₁ d_тр

^dтр

x₁ d_тр ^dтр

_x₄ ^dтр

_x₄ ^dтр

; (3.62)

. (3.63)

При расчете одноходового цилиндрического теплообменника

K_p 2 N_p .

Потери на местные сопротивления при входе в межтрубное пространст- во и при выходе из него в теплообменнике цилиндрической формы вычисля- ем по формуле:

ΔP_2м



2вв

• ^2ввы

^{(v)2} , (3.64)

2

2 

где

^2вх

^1,5;

^2вых

2

^1; ₂

– определяется по средней температуре тепло-

носителя.

⎞

Гидравлические потери в патрубках подвода и отвода теплоносителя в межтрубной полости теплообменника цилиндрической формы равны:

⎛

ΔP _⎜^⎜

G ^⎞

² _⎟^⎟

1 ^⎛

_⎜⎜

рас _

^суж

_⎟^⎟, (3.65)

2пат

⎝^fс2пат ⎠

2 _⎝ρ

2вв

^2ввы ⎠

где

_рас 1,5 ;

_суж 1; величины плотности теплоносителя вычисляем по

температурам входа и выхода, причем для воздуха – с учетом потерь давле- ния:

^2вх



^P2вх

(P

/(286,3 Т ^' ) ; (3.66)

2

P^○ ) /(286,3 T ^" ) . (3.67)

'

2вых

2вх 2 2

Если полученное значение

ΔP₂

отличается от исходного

ΔP₂

более чем на

100 Па, то расчет повторяется.