Гидродинамический расчет

1. Определяют коэффициент сопротивления трению (l¢) при движении жидкости по трубам с учетом неизотермического течения.

, (42)

где - число Прандтля для жидкости при температуре стенки;

- число Прандтля для жидкости при средней температуре потока жидкости.

2. Рассчитывают коэффициент потерь давления по длине труб ТА:

(43)

где L - длина пути, проходимого жидкостью по трубам, м; - внутренний диаметр трубы, м.

3. Рассчитывают коэффициент местного сопротивления на входе в трубную решетку по таблицам в зависимости от соотношения площадей:

(44)

4. Рассчитывают коэффициент местного сопротивления на выходе из нагревательных труб:

(45)

5. Определяют сумму местных сопротивлений:

(46)

где , - соответственно коэффициенты местных сопротивлений штуцера на входе и выходе (0,5; 1)

6. Определяют потери давления при движении жидкости через ТА и затраты на создание скоростного напора:

, Па (47)

7. Определяют расход мощности на транспортировку жидкости через ТА:

, Вт (48)

5.Расчет теплообменного аппарата «Труба в трубе» методика расчета

5.1 Определение расхода агента

Взаимное направление движения потоков в теплообменнике во всех вариантах задания принять противоточным.

Расход охлаждающей или нагревающей жидкости (кг/с) определить из уравнения теплового баланса: G_рC_р (t_р^K-t_р^H)=G₁C₁ (t_п^H- _п^K)

откуда G_р = , кг/с (1)

где С_р и С_п — теплоемкости продукта и агента, соответственно (см. табл. 2,3), Дж/(кг К).

Теплоемкости жидкостей принимаем по средней температуре. Недостающие значения определяем интерполяцией.

Средние температуры (С) жидкостей определяем по формулам:

- для продукта t_п^ср = , С (2)

- для агента t_р^ср = , С (2¹)

Температурой охлаждающей жидкости t_р^K на выходе из холодильника задаемся! Следует иметь в виду, что с повышением t_р^K уменьшается расход агента; однако уменьшается и средняя разность температур. Температуру t_р^K принимаем выше начальной температуры t_р^H на 9– 16 С

Температурой нагревающей жидкости t_в^K на выходе из ТА задаемся!

Температуру t_в^K принимаем выше начальной температуры t_п^к на 9– 16 С

5.2. Определение средней разности температур.

Средняя разность температур (С) в общем случае определяется как среднелогарифмическое из крайних значений разностей температур;

t_cp = , С (3)

Для определения средней разности температур между средами по выбранной схеме движения теплоносителей необходимо построить график изменения температур сред вдоль поверхности и вычислить большую t_б и меньшую t_M разности температур:

t_б = t_п^H-t_р^K , С (4)

t_M = t_п^K-t_р^H , С (5)

где Δt_б, Δt_м- большая и меньшая разность температур между горячим и холодным теплоносителем на концах теплообменника.

Причем если Δt_б/Δt_м≤2, то Δt_ср.=(Δt_б+Δt_м)/2 (6)