§ 7.3. Водоводяные теплообменники с поперечно - продольным движением воды в межтрубном пространстве

В отличие от рассмотренных выше теплообменников с продольным движением воды в межтрубном пространстве в кожухотрубчатых теплообменниках трубный пучок разделен перегородками с сегментными вырезами на несколько секций и вода в межтрубном пространстве поперечным потоком последовательно омывает каждую секцию (рис. 7.4). При проходе воды из одной секции в другую через сегментный вырез в перегородке происходит продольно - поперечное смывание трубного пучка.

Р и с. 7.4. Кожухотрубчатый вертикальный водово-дяной теплообменник с перегородками в межтрубном

пространстве:

1, 2- патрубок соответственно подвода и отвода греющей воды; 3, 4 – патрубок соответственно подвода и отвода

нагреваемой воды

При турбулентном потоке воды (Re_f ≥ 10000), что обычно имеет место, в рассматриваемых случаях, коэффициент теплоотдачи от воды к шахматно расположенным трубам, омываемым поперечным потоком, определяется по формуле

Nu_f = 0,4· . (7.12)

Откуда

(7.13)

где  − коэффициент, учитывающий влияние угла атаки (угол между осью трубы и направлением потока), имеющий следующие значения:

	90	80	70	60	50	40	30	20	10
	1	1	0,98	0,94	0,88	0,78	0,67	0,52	0,42

Число Re =  d_н /v, где  − скорость поперечного потока воды, м/с; d_н − наружный диаметр труб, м.

Применительно к кожухотрубчатым теплообменникам коэффициент теплоотдачи в межтрубном пространстве приближенно считают по (7.13), полагая омывание трубного пучка поперечным и принимая значение равным 0,6. Этим коэффициентом учитывается: отклонение характера потока от поперечного при перетекании воды из одного отсека в другой, изменение коэффициента атаки при движении воды в секции и перетоки.

Т емпературный напор в однокорпусных одноходовых и многоходо­вых теплообменниках определяется аналогично уже рассмотренному случаю. При неблагоприятных соотношениях температур греющей и нагреваемой воды, предопределяющих низкие значения коэффициента (см. п. 7.1) может оказаться целесообразной установка двухкорпусных теплообмен­ников с последовательным включением корпусов по обоим потокам воды. При этом температурный напор значительно повышается. В этих случаях значение коэффициента следует определять по графику рис. 7.5. Общий коэффициент теплопередачи находится по формуле (7.6), но, поскольку поверхность нагрева кожухотрубчатого теплообменника подсчитывается по наружному диаметру труб, в формулу (7.6) надо вносить поправку

В остальном метод расчета теплопередачи в кожухотрубчатых теплообменниках аналогичен рассмотренному выше. Этот метод ориентировочный и пригоден для подбора теплообменников с запасом по площади поверхности нагрева примерно на 15 − 20%.