СБОРНИК ЗАДАН ПО СБОРУ И ПОДГОТОВКЕ НЕФТИ, ГАЗА И ВОДЫ НА ПРОМЫСЛАХ

по отношению к трубам между перегородками 1 движется под некоторым углом; в вырезах 2, отверстиях и зазорах поток дви­ жется параллельно трубам.

При движении теплоносителя в межтрубном пространстве кожухотрубчатых теплообменников с сегментными перегородками коэффициент теплоотдачи рассчитывается из уравнений:

гДе Nu — параметр Нуссельта (3.73); Рг, Ргст — параметр Прандтля, рассчитываемый при средней температуре теплоносителя и при температуре стенки соответственно.

За определяющий геометрический размер в критерии Рейнольд­ са уравнений (5.1) и (5.2) принимают наружный диаметр тепло­ обменных труб. Скорость потока определяется для наименьшего сечения межтрубного пространства

В (5.4) SnpoA — минимальное продольное сечение при движении потока вдоль труб (разность между площадью поперечного сече­ ния теплообменника и площадью, занятой сегментной перегород­ кой, за вычетом площади сечения, занятой п трубами); Sn0nep — минимальное поперечное сечение при Движении потока поперек труб между двумя перегородками.

Для пучков труб, расположенных по прямому квадрату (см. рис. 5.2, б),площадь поперечного сечения определяют по формуле

где I — расстояние между перегородками, м; D — внутренний диа­ метр аппарата, м; d — наружный диаметр трубок, м.

Площадь поперечного сечения в пучке труб, расположенных по «повернутому» квадрату (см. рис. 5.2, в), определяют по формуле

П3= «1 + п2 — 1.

Здесь ti\ и п2 — число трубок в первом и втором рядах.

РАСЧЕТ КОЖУХОТРУБЧАТЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ ПРИ ДВИЖЕНИИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ ПО ТРУБКАМ

Для большинства теплообменников теплообмен в трубном про­ странстве осуществляется за счет конвекции при продольном омывании поверхности теплообмена потоком. Критерий Нуссельта Nu, а значит, и коэффициент теплоотдачи «ь в зависимости от режима движения, можно определить или по (3.71) или по (3.72).

РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ДАВЛЕНИЯ В ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТАХ

В межтрубном пространстве гидравлическое сопротивление можно рассчитать по формуле

в^п

Дрмтп = ЕСмТП —2~ Рмто*

Скорость жидкости в межтрубном пространстве определяют из выражения

^''итп

М Т П

т — число рядов труб, преодолеваемых потоком теплоносителя. Таким образом, расчетная формула для определения гидравли­

ческого сопротивления в межтрубном пространстве имеет вид

где х —число сегментных перегородок; а»мтпш — скорость теплоноси­ теля в штуцерах.

Гидравлические потери давления при движении жидкости в трубках определяются по известной формуле Дарси-Вейсбаха

а местные сопротивления по формуле

(5.9)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ТЕПЛООБМЕНА В ТЕПЛООБМЕННИКАХ

Поверхность теплообмена в теплообменниках, работающих в стационарном режиме, определяют по формуле

гДе Q — количество теплоты, переданное в единицу времени через поверхность S, Вт.

Для теплообменников с цилиндрическими стенками применяется

работающих труб; ai и a2 — коэффициенты теплоотдачи с внутренней и наружной стороны трубы, Вт (м^С); riHr, — внутренний и наруж­ ный радиусы трубы, м; 5,- — толщина^'-го слоя, м; X—теплопроводность

охлаждаемой жидкости, °С; /2 — конечная температура охлаждаемой жидкости, С.

логарифмическую разность температур, определяемую по (5.12), применять нельзя.

Используют уравнение теплопередачи в дифференциальной форме

где T u t — соответственно температура горячей и холодной жид­ кости. Интеграл решают графическим путем. Для этого предвари­ тельно находят данные, необходимые для построения графика с осью ординат 1//С(Г — /) и осью абсцисс — температурой горячей нефти Т. Сначала из уравнения теплового баланса

Gcp (Т„ — Т ) = GxCpX(tK— 1„)

определим

Следовательно,

* = /к — - ? г - (Т„ — Т) = 40 — 0,267 (100 — Т). ^хсрх

Задаваясь значениями 7\ находим по этому уравнению соответству­ ющие температуры холодной жидкости t (табл. 5.2).

Таблица 5.2.