4.2. Определение мощности энергопривода перекачивающих устройств
Мощности, необходимые для перекачки теплоносителей через трубное и межтрубное пространство, определяются по следующим соотношениям:
;
.
(47)
Эффективные мощности привода насосов или компрессоров, необходимые для перекачки теплоносителей через трубное и межтрубное пространство, рассчитываются по следующим формулам:
;
, (48)
где ηoi – относительный внутренний к.п.д. перекачивающих устройств, ηoi = 0,75 – 0,80; ηм – механический к.п.д. перекачивающих устройств, ηм = 0,93 – 0,96.
V. Оценка энергетической эффективности теплообменного аппарата
В случае, если предъявляемым критериям выбора кожухотрубных теплообменных аппаратов соответствуют несколько типов и конструкций теплообменников, следует вести выбор оптимального варианта с точки зрения энергетической эффективности аппарата. Энергетическое совершенство теплообменного аппарата можно оценить по величине отношения тепловой мощности теплообменника к затратам энергии, необходимым для перекачки теплоносителей через трубное Nтр и межтрубное Nмтр пространство. Это отношение называется коэффициентом энергетической эффективности теплообменного аппарата
. (49)
Более энергетически эффективным следует считать теплообменный аппарат с наибольшим значением коэффициента энергетической эффективности.
VI. Графическая часть курсовой работы (проекта)
В графической части курсовой работы (проекта) следует выполнить чертеж кожухотрубного теплообменного аппарата. Степень детализации чертежа и формат его выполнения определяется преподавателем.
Графическая часть курсовой работы (проекта) также включает в себя температурную диаграмму теплоносителей для выбранного кожухотрубного теплообменного аппарата. Диаграмма строится в масштабе по результатам конструктивного и проверочного теплового расчета ТА.
ПРИЛОЖЕНИЕ I
В приложении I приведены графики по определению εΔt – коэффициента, учитывающего различие между средней логарифмической разностью температур между теплоносителями для противоточной схемы движения ΘmL и действительной средней разностью температур Θm, в зависимости от схемы движения и температурных режимов теплоносителей.
Рис. 1-1. Зависимость εΔt от характеристик R и PS для двухходовых (по трубному пространству)
кожухотрубных теплообменных аппаратов
Рис. 1-2. Зависимость εΔt от характеристик R и PS для четырехходовых (по трубному пространству)
кожухотрубных теплообменных аппаратов
Рис. 1-3. Зависимость εΔt от характеристик R и PS для шестиходовых (по трубному пространству)
кожухотрубных теплообменных аппаратов
ПРИЛОЖЕНИЕ II
В приложении II даны основные конструктивные характеристики кожухотрубных тепплообменных аппаратов с неподвижными трубными решетками и температурным компенсатором на кожухе.
Рис. 2-1. Двухходовой кожухотрубчатый теплообменник с неподвижными трубными решетками:
1 - распределительная камера; 2 - кожух; 3 - теплообменная труба; 4 - поперечная перегородка; 5 - трубная решетка; 6 - задняя крышка кожуха;7 - опора; 8 - дистанционная трубка; 9 - штуцеры; 10 - перегородка в распределительной камере; 11 - отбойник
Р ис. 2-2. Вертикальный одноходовой кожухотрубчатый теплообменник с неподвижными трубными решетками и температурным компенсатором на кожухе:
1 - распределительная камера; 2 -трубные решетки; 3 - компенсатор; 4 -кожух; 5 - опора; 6 - теплообменная труба; 7 - поперечная перегородка; 8 - задняя крышка кожуха; 9 - дистанционная трубка; 10 - штуцеры
Рис. 2-3. Схема расположения труб в пучке
Таблица 2-1
Геометрические характеристики расположения труб в пучке
Наружный диаметр труб dн, мм |
Поперечный шаг труб S1 = t, мм |
Продольный шаг труб S2, мм |
20 |
26 |
22,5 |
25 |
32 |
27,7 |
Таблица 2-1а
Схемы движения теплонеосителей и положение перегородок в распределительной камере и задней крышке теплообменного аппарата
Число ходов по трубам |
Распределительная камера |
Задняя крышка |
2 |
|
|
4 |
|
|
6 |
|
|
Таблица 2-2
Поверхности теплообмена ТА и проходные сечения трубного и межтрубного пространства
Диаметр кожуха, мм |
Наружный диаметр труб dн, мм |
Число ходов по трубам nх |
Площадь проходного сечения f.102, м2 |
Площадь поверхности теплообмена F (м2) при длине труб l (мм) |
|||||||||
Наруж-ный |
Внут-ренний |
Одного хода по трубам |
В вырезе перего-родки |
Между перегородками |
1000 |
1500 |
2000 |
3000 |
4000 |
6000 |
9000 |
||
159 |
- |
20 |
1 |
0,4 |
0,3 |
0,5 |
1,0 |
2,0 |
2,5 |
3,5 |
- |
- |
- |
25 |
1 |
0,5 |
0,4 |
0,8 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
3,0 |
- |
- |
- |
||
273 |
- |
20 |
1 |
1,2 |
0,7 |
1,0 |
4,0 |
6,0 |
7,5 |
11,5 |
- |
- |
- |
25 |
1 |
1,3 |
0,9 |
1,1 |
3,0 |
4,5 |
6,0 |
9,0 |
- |
- |
- |
||
325 |
- |
20 |
1 |
2,0 |
1,1 |
2,0 |
- |
9,5 |
12,5 |
19,0 |
25,0 |
- |
- |
2 |
0,9 |
1,6 |
- |
8.5 |
11,0 |
17,0 |
22,5 |
- |
- |
||||
25 |
1 |
2,1 |
1,3 |
2,9 |
- |
7,5 |
10,0 |
14,5 |
19,5 |
- |
- |
||
2 |
1,0 |
1,5 |
- |
6,5 |
9,0 |
13,0 |
17,5 |
- |
- |
||||
426 |
400 |
20 |
1 |
3,6 |
1,7 |
2,5 |
- |
- |
23,0 |
34,0 |
46,0 |
68,0 |
- |
2 |
1,7 |
3,0 |
- |
- |
21,0 |
31,0 |
42,0 |
63,0 |
- |
||||
25 |
1 |
3,8 |
2,0 |
3,1 |
- |
- |
17,0 |
26,0 |
35,0 |
52,0 |
- |
||
2 |
1,7 |
2,5 |
- |
- |
16,0 |
24,0 |
31,0 |
47,0 |
- |
||||
Продолжение табл. 2-2
Диаметр кожуха, мм |
Наружный диаметр труб dн, мм |
Число ходов по трубам nх |
Площадь проходного сечения f.102, м2 |
Площадь поверхности теплообмена F (м2) при длине труб l (мм) |
|||||||||
Наруж-ный |
Внут-ренний |
Одного хода по трубам |
В вырезе перего-родки |
Между перегородками |
1000 |
1500 |
2000 |
3000 |
4000 |
6000 |
9000 |
||
630 |
600 |
20 |
1 |
7,8 |
4,1 |
6,6 |
- |
- |
49,0 |
73,0 |
98,0 |
147,0 |
- |
2 |
3,7 |
4,8 |
- |
- |
47,0 |
70,0 |
93,0 |
139,0 |
- |
||||
4 |
1,6 |
- |
- |
42,0 |
63,0 |
84,0 |
126,0 |
- |
|||||
6 |
0,9 |
3,7 |
- |
- |
40,0 |
60,0 |
79,0 |
119,0 |
- |
||||
630 |
600 |
25 |
1 |
8,9 |
4,0 |
5,3 |
- |
- |
40,0 |
61,0 |
81,0 |
121,0 |
- |
2 |
4,2 |
4,5 |
- |
- |
38,0 |
57,0 |
75,0 |
113,0 |
- |
||||
4 |
1,8 |
- |
- |
32,0 |
49,0 |
65,0 |
97,0 |
- |
|||||
6 |
1,1 |
3,7 |
- |
- |
31,0 |
46,0 |
61,0 |
91,0 |
- |
||||
- |
800 |
20 |
1 |
14,4 |
6,9 |
9,1 |
- |
- |
90,0 |
135,0 |
180,0 |
270,0 |
405,0 |
2 |
6,9 |
7,0 |
- |
- |
87,0 |
130,0 |
173,0 |
260,0 |
390,0 |
||||
4 |
3,0 |
- |
- |
80,0 |
120,0 |
160,0 |
240,0 |
361,0 |
|||||
6 |
2,0 |
6,5 |
- |
- |
78,0 |
116,0 |
155,0 |
233,0 |
349,0 |
||||
25 |
1 |
16,1 |
6,5 |
7,9 |
- |
- |
73,0 |
109,0 |
146,0 |
219,0 |
329,0 |
||
2 |
7,7 |
7,0 |
- |
- |
69,0 |
104,0 |
139,0 |
208,0 |
312,0 |
||||
4 |
3,0 |
- |
- |
63,0 |
95,0 |
127,0 |
190,0 |
285,0 |
|||||
6 |
2,2 |
7,0 |
- |
- |
60,0 |
90,0 |
121,0 |
181,0 |
271,0 |
||||
Продолжение табл. 2-2
Диаметр кожуха, мм |
Наружный диаметр труб dн, мм |
Число ходов по трубам nх |
Площадь проходного сечения f.102, м2 |
Площадь поверхности теплообмена F (м2) при длине труб l (мм) |
|||||||||
Наруж-ный |
Внут-ренний |
Одного хода по трубам |
В вырезе перего-родки |
Между перегородками |
1000 |
1500 |
2000 |
3000 |
4000 |
6000 |
9000 |
||
- |
1000 |
20 |
1 |
23,6 |
10,1 |
15,6 |
- |
- |
- |
221,0 |
295,0 |
442,0 |
663,0 |
2 |
11,4 |
14,6 |
- |
- |
- |
214,0 |
286,0 |
429,0 |
643,0 |
||||
4 |
5,1 |
- |
- |
- |
202,0 |
269,0 |
404,0 |
606,0 |
|||||
6 |
3,4 |
9,6 |
- |
- |
- |
197,0 |
262,0 |
393,0 |
590,0 |
||||
25 |
1 |
25,9 |
10,6 |
14,3 |
- |
- |
- |
176,0 |
235,0 |
352,0 |
528,0 |
||
2 |
12,4 |
13,0 |
- |
- |
- |
169,0 |
226,0 |
338,0 |
507,0 |
||||
4 |
5,5 |
- |
- |
- |
157,0 |
209,0 |
314,0 |
471,0 |
|||||
6 |
3,6 |
10,2 |
- |
- |
- |
151,0 |
202,0 |
302,0 |
454,0 |
||||
- |
1200 |
20 |
1 |
34,2 |
14,4 |
18,7 |
- |
- |
- |
- |
427,0 |
641,0 |
961,0 |
2 |
16,5 |
17,6 |
- |
- |
- |
- |
417,0 |
625,0 |
937,0 |
||||
4 |
7,9 |
- |
- |
- |
- |
397,0 |
595,0 |
893,0 |
|||||
6 |
4,9 |
13,1 |
- |
- |
- |
- |
388,0 |
582,0 |
873,0 |
||||
25 |
1 |
37,5 |
16,4 |
17,9 |
- |
- |
- |
- |
340,0 |
510,0 |
765,0 |
||
2 |
17,9 |
16,5 |
- |
- |
- |
- |
329,0 |
494,0 |
740,0 |
||||
4 |
8,4 |
- |
- |
- |
- |
310,0 |
464,0 |
697,0 |
|||||
6 |
5,2 |
14,2 |
- |
- |
- |
- |
301,0 |
451,0 |
677,0 |
||||
Таблица 2-3
Число сегментных перегородок Nпер и расстояние между ними l΄
Диаметр кожуха, мм |
Длина труб l, мм |
l΄, мм |
Nпер |
|
Наружный |
Внутренний |
|||
159 |
- |
1000 |
100 |
6 |
1500 |
10 |
|||
2000 |
14 |
|||
3000 |
26 |
|||
273 |
- |
1000 |
130 |
4 |
1500 |
8 |
|||
2000 |
12 |
|||
3000 |
20 |
|||
325 |
- |
1500 |
180 |
6 |
2000 |
8 |
|||
3000 |
14 |
|||
4000 |
18 |
|||
426 |
400 |
2000 |
250 |
6 |
3000 |
10 |
|||
4000 |
14 |
|||
6000 |
22 |
|||
630 |
600 |
2000 |
300 |
4 |
3000 |
8 |
|||
4000 |
10 |
|||
6000 |
18 |
|||
- |
800 |
2000 |
350 |
4 |
3000 |
6 |
|||
4000 |
8 |
|||
6000 |
14 |
|||
9000 |
22 |
|||
- |
1000 |
3000 |
520 |
4 |
4000 |
6 |
|||
6000 |
10 |
|||
9000 |
16 |
|||
- |
1200 |
4000 |
550 |
6 |
6000 |
8 |
|||
9000 |
14 |
|||
Таблица 2-4а
Относительная высота свободного сегмента перегородки Bc и поправочный коэффициент Cп для одно - и двухходовых теплообменных аппаратов
Число ходов по трубам nх |
1 |
2 |
||||||||||
Диаметр кожуха, мм |
Наружный диаметр труб dн, мм |
Bc, % |
Nп |
Nп |
N |
Cп |
Bc, % |
Nп |
Nп |
N |
Cп |
|
Наруж-ный |
Внутренний |
|||||||||||
159 |
- |
20 |
22,8 |
16 |
13 |
0,684 |
1,043 |
- |
- |
- |
- |
- |
25 |
33,0 |
12 |
11 |
0,846 |
1,159 |
- |
- |
- |
- |
- |
||
273 |
- |
20 |
23,5 |
50 |
39 |
0,639 |
1,010 |
- |
- |
- |
- |
- |
25 |
28,6 |
28 |
19 |
0,514 |
0,920 |
- |
- |
- |
- |
- |
||
325 |
- |
20 |
27,9 |
76 |
52 |
0,520 |
0,924 |
27,9 |
66 |
42 |
0,467 |
0,886 |
25 |
32,1 |
43 |
24 |
0,387 |
0,829 |
32,1 |
37 |
18 |
0,321 |
0,781 |
||
426 |
400 |
20 |
27,3 |
139 |
97 |
0,536 |
0,936 |
27,3 |
124 |
82 |
0,494 |
0,906 |
25 |
29,1 |
84 |
57 |
0,514 |
0,920 |
29,1 |
73 |
46 |
0,460 |
0,881 |
||
630 |
600 |
20 |
27,4 |
308 |
227 |
0,584 |
0,970 |
27,4 |
289 |
208 |
0,562 |
0,955 |
25 |
26,7 |
205 |
153 |
0,591 |
0,979 |
26,7 |
188 |
136 |
0,567 |
0,958 |
||