3.4 Определение гидродинамического режима течения

теплоносителей

Определение гидродинамического режима течения горячего (охлаждающегося) и холодного (нагреваемого) потоков осуществляют по следующему алгоритму:

3.4.1 Рассчитывают скорость течения горячего W₁, м/с, и холодного W₂, м/с, потоков по уравнениям (11), (12):

, (11)

, (12)

где G₁, G₂ - расход горячего и холодного потоков, кг/ч;

s₁, s₂ - площадь проходного сечения теплообменника для потоков горячего и холодного потоков соответственно, взятая из таблиц Г1, Д2 или Д3, для предварительно выбранного теплообменника, м²;

ρ₁, ρ₂ - плотность горячего и холодного потоков, рассчитанная при их средней температуре, и соответственно, кг/м³:

, (13)

, (14)

где - относительная плотность нефтепродукта (горячего или холодного потоков) при 20 ^оС (см. таблицу А1);

i - номер потока (1 или 2).

Площадь проходного сечения теплообменников "труба в трубе" определяют:

- по трубному пространству, S_Т, м², - по уравнению

; (15)

- по межтрубному (кольцевому) пространству, S_К, м², - по уравнению

, (16)

где D_втр , D_нтр – диаметры внутренней и наружной труб в соответствие с типоразмером теплообменника (таблица Е1), м;

δ_втр , δ_нтр – толщина стенки внутренней и наружной труб теплообменника соответственно (таблица Е2), м.

При выборе диаметра труб и числа ходов теплообменника стремятся получить оптимальную скорость движения жидкости в трубах, равную:

• для холодной нефти и масел 0,8-0,9 м/с;

• для нагретой нефти, керосиновой и

дизельной фракций 1,0-1,2 м/с;

• для сжиженных углеводородных газов и бензинов 1,5 м/с.

Скорость теплоносителя в трубном пространстве может достигать 2 м/с.

3.4.2 Рассчитывают значение критерия Рейнольдса, Re, для горячего и холодного потоков по формуле

, (17)

где W_i - скорость течения потока среды (горячего - W₁, холодного - W₂) м/с;

ρ_i - плотность теплоносителя (горячего - ρ₁, холодного - ρ₂,) рассчитанная при средней температуре порока по уравнению (13), кг/м³;

D – определяющий размер, м: при движении потока среды внутри труб D = D_втр -2_*δ_втр; при движении теплоносителя внутри кожуха поперёк трубного пучка D = D_втр; при движении теплоносителя по кольцевому пространству теплообменника "труба в трубе" D = D_нтр -2_*δ_нтр- D_втр;

μ_i – динамический коэффициент вязкости при средней температуре потока (горячего - μ₁, холодного - μ₂,), Па_*с (Н_*с/м²) (приложение Ж ) ;

ν_i = μ_i/ρ_i - кинематический коэффициент вязкости при средней температуре потока (горячего - ν₁, холодного - ν₂,), м²/с.

Кинематическая вязкость теплоносителей, ν_t1, ν_t2 при температурах t₁, t₂ приведена в здании (приложение А ). Кинематическая вязкость может быть найдена по средней температуре кипения фракции, , (приложение И) или справочной таблице К1. Пересчёт вязкости на требуемую температуру теплоносителя, t₃, выполняют по уравнению Гросса:

, (18)

, (19)

Используя формулы (18), (19) находят кинематическую вязкость горячего потока, ν₁ , при средней температуре, t_1ср , и нагреваемого потока, ν₂ , при средней температуре, t_2ср.