1. Тепловой расчёт кожухотрубного горизонтального конденсатора

1.1. Исходные данные

Таблица 1 – Исходные данные

Холодильный агент	R717
Холодопроизводительность машины Q0, кВт	60
Температура кипения t0, °C	-20
Температура конденсации tк, °C	+20
Температура воды на входе в конденсатор tВ1, °C	+12
Температура воды на выходе из конденсатора tВ2, °C	+15

Холодильная машина работает по нерегенеративному циклу, рисунок 1.

Рисунок 1 – Цикл холодильной машины

Таблица 2 – Параметры точек цикла

Точки	Параметры
	Давление p, bar	Температура t, 0C	Удельный объем v, м3/кг	Энтальпия i, кДж/кг	Паросодержание x, кг/кг
1’	2,0	-20	0,600	1440	1
1	2,0	-10	0,610	1460	--
2	8,5	+90	0,200	1700	--
3’	8,5	+20	--	300	0
3	8,5	+17	--	280	--
4	2,0	-20	0,670	280	0,14

1.2. Выбор расчетного режима работы конденсатора

Тепловая нагрузка конденсатора, кВт

.

Индикаторная мощность компрессора, кВт

, , .

Масса хладагента, проходящего через компрессор, кг/с

.

Удельные массовая и объемная холодопроизводительности

, .

;

;

;

;

;.

Площадь поверхности конденсатора, м²

,

где - плотность теплового потока в конденсаторе, кВт/м²,

принимаем =4,5 кВт/м²,

.

По теплопередающей поверхности выбираем прототип конденсатора, таблица 3

Таблица 3 – Конденсатор кожухотрубный аммиачный КТГ-25

Площадь поверхности Fк, м2	25
Диаметр D, мм	500
Длина L, мм	3430
Число труб nтр	144
Длина труб lтр, мм	3000
Число ходов z	4

Число труб в одном ходе , .

1.3. Расчет коэффициента теплоотдачи от стенки трубы к охлаждающей воде

Теплофизические свойства воды определяют по ее средней температуре в конденсаторе .

Таблица 4 – Теплофизические свойства воды при температуре 13,5°C

Теплоемкость сp, кДж/(кг·К)	4,188
Коэффициент кинематической вязкости νв, м2/с	1,276∙10-6
Коэффициент теплопроводности в, Вт/(м·К)	0,545
Число Прандтля Prв	8,6
Плотность воды ρВ, кг/м3	999,2

Рисунок 2 – Схема изменения температур сред в конденсаторе

Среднелогарифмическая разность температур в конденсаторе, К

,

.

Масса воды, необходимая для охлаждения конденсатора, кг/с

,

.

Объем воды, подаваемый на охлаждение конденсатора, м³/с

,

.

Скорость воды в трубах, м/с

,

где d_вн – внутренний диаметр трубы, м,

n – число труб в одном ходе,

.

Режим течения охлаждающей воды в трубах определяется числом Рейнольдса

,

.

2500<Re_в < 10000 – режим течения развитый переходный.

Коэффициент теплоотдачи рассчитывается с помощью уравнения подобия. Для переходного режима:

,

– при малых перепадах температур θ_m в конденсаторе,

.

С другой стороны число Нуссельта определяется выражением

,

где _в – коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к воде.

Отсюда выражаем и рассчитываем коэффициент теплоотдачи от стенки к охлаждающей воде, Вт/(м² ∙ К)

,

.