3.4. Теплоотдача в теплообменных аппаратах с поперечными

^{перегородками (чередующееся продольно-поперечное обтекание пучка труб)}

^{Кожухотрубные теплообменники широко применяются в различных отраслях промышленности. Теплообменник такого типа состоит из пучка длинных труб, внутри которых протекает один теплоноситель, а снаружи – другой. Для того, чтобы увеличить скорость и в большей степени использовать преимущества перекрестного тока, под прямым углом к трубам устанавливают перегородки различного вида. В теплообменниках такого рода поток жидкости снаружи труб направлен частично вдоль, частично поперек труб.}

^{В данном случае коэффициент теплоотдачи при продольно-поперечном обтекании пучка труб определяется по уравнению:}

⁽³³⁾

^{Оно справедливо в случае значения критерия Re}_ж ^{> 2000. В качестве расчетной скорости принимается максимальная скорость в минимальном сечении потока, т.е., в просвете двух смежных трубок между двумя перегородками.}

^{Поправочный коэффициент }_П ^{учитывает влияние на теплоотдачу конструкции и расположения перегородок в кожухе аппарата. Значения }_П ^{в зависимости от расстояния между перегородками h}_П ^{приведены в таблице 6.}

^{Таблица 6}

^{Значение П = f(hП)}

hП	1Dк	0,9Dк	0,8Dк	0,7Dк	0,6Dк	0,5Dк	0,4Dк	0,3Dк	0,2Dк	0,1Dк
П	0,82	0,84	0,86	0,88	0,90	0,92	0,94	0,96	0,98	1,0

^{В табл. 5: D}_к ^{– внутренний диаметр кожуха теплообменного аппарата, м.}

3.5. Теплоотдача при поперечном обтекании пучков оребренных труб

^{Для расчета теплоотдачи в пучках оребренных труб применяются приведенные коэффициенты теплоотдачи }_2пр^{, учитывающие эффект конвективного теплообмена всей поверхности теплообмена с потоком и передачи тепла теплопроводностью через металл ребер. Приведенные коэффициенты теплоотдачи относятся к полной поверхности теплообмена оребренных труб. Приведенный коэффициент теплоотдачи оребренных труб определяется по формуле:}

^{Вт/(м2∙К), (34)}

1. Конвективный коэффициент теплоотдачи ₂ для оребренных труб, обтекаемых поперечным потоком газа, в области значений Re_ж=3∙10³+2∙10⁴ рассчитывается по уравнению

⁽³⁵⁾

^{Здесь b – шаг ребер, м;}

^{d – наружный диаметр трубы, м;}

^{h – высота ребра, м.}

^{В критерии и Re}_ж ^{в качестве определяющего размера вводится шаг ребер, за определяющую принимается температура , оС. Скорость газа в критерии Re}_ж ^{подсчитывается по самому узкому сечению пучка, определяемому по формуле f = S}₁^{b - (db + 2h), м2; где S}₁ ^{– поперечный шаг труб в пучке, м;  - средняя толщина ребра, м.}

^{Для коридорных пучков труб:}

^{а) с круглыми ребрами С = 0,104 и m = 0,72;}

б) с квадратными ребрами С = 0,096 и m = 0,72.

Для шахматных пучков труб:

а) с круглыми ребрами С = 0,223 и m = 0,65;

б) с квадратными ребрами С = 0,205 и m = 0,65.

1. F_p – суммарная поверхность ребер на 1 пог.м длины трубы, м²: F_p=1.57n(D²-d²).

Здесь n – число ребер на 1 погонный метр длины трубы;

D – диаметр ребер, м.

2. F_п – внешняя поверхность трубы, не занятая ребрами, м²:

F_п=d - dn, м²

3. F_pc – полная внешняя поверхность 1 м трубы, состоящая из поверхности ребер и поверхности трубы, не занятой ребрами, равная F_p+F_п, м².

4. Отношение __ можно найти из равенства:

(36)

Здесь   f[mr, m(R-r)] – коэффициент, определяемый по графику приложения 2; r = 0.5d, м; R = 0.5D, м; m = (2__р)^0,5, где _р – коэффициент теплопроводности материала ребра, Вт/(м∙К); а коэффициент теплоотдачи _определяется по формуле (35). После определения приведенного коэффициента теплоотдачи для внешней оребренной поверхности _пр дальнейший расчет ведется по обычным формулам теплопередачи (10 и 11).

В области чисел Re_ж = 10⁴ - 210⁵ конвективный коэффициент теплоотдачи _ для шахматных пучков труб с непрерывным спиральным оребрением рассчитывается по формуле:

(37)

Для чисел Re_ж = 2∙10⁵ - 1,5∙10⁶ для той же конфигурации оребрения конвективный коэффициент теплоотдачи _рассчитывается по формуле

(38)

В формулах (37) и (38) определяющий размер в и Re_ж – шаг ребер b, м; S₁ – поперечный шаг труб в пучке, м; S₂ – продольный шаг труб в пучке, м.