6. Гидравлический расчет

Для определения гидравлических характеристик воздуха необходимо усреднить скорость по всей длине труб:

В предыдущей формуле значения температур можно свести в одно усредненное по всей длине. Данное значение потребуется в дальнейших расчетах и находится по формуле:

Средняя плотность воздуха:

Для дальнейшего определения коэффициента формы пучка найдем гидравлический диаметр:

Коэффициент формы пучка:

Число Рейнольдса по усредненным значениям:

Коэффициент сопротивления одного ряда труб:

Коэффициент потерь в трубном пучке:

Температурный коэффициент потерь:

Полный коэффициент сопротивления для шахматного пучка:

Потери давления воздуха:

Относительные потери давления:

что меньше 7%, которые нам заданы.

Затраты мощности на прокачку воздуха:

Определим гидравлические характеристики воды. Примем эквивалентную шероховатость мм. Будем считать, что эквивалентная шероховатость равна абсолютной геометрической шероховатости трубы с равномерной шероховатостью. Тогда относительная шероховатость равна:

Определим коэффициент потерь:

Коэффициент местного сопротивления при входе в трубу с острой кромкой , коэффициент местного сопротивления на выходе из трубы . Тогда суммарный коэффициент сопротивления для одного хода по воде составит:

Общая величина коэффициента сопротивления водяного тракта, исключая сопротивление трубопроводной сети, подводящей и отводящей воду их воздухоохладителя:

Потери давления, отнесенные к скорости воды в трубах:

Мощность насоса, необходимая для прокачки воды через воздухоохладитель:

Полученное таким образом значение мощности насоса несколько занижено, так как оно не учитывает потерь при движении воды в коллекторах и, как уже отмечалось, потерь в подводящем и отводящем воду трубопроводах.

Заключение

В ходе выполнения курсового проекта был определен вариант, отвечающий наиболее выгодным характеристикам, а именно: наибольшая скорость ( , наименьшая масса ( , наименьший объем ( . Им оказался вариант №11. После был произведен тепловой расчет и ряд итераций, отвечающих за определение коэффициента теплопередачи и истинного коэффициента теплоотдачи воды. Были получены следующие значения: коэффициент теплоотдачи , масса теплообменного аппарата , объем . Проводя проверку массы и объема заметим, что полученная масса оказалась меньше максимальной предполагаемой на 42%, а объем меньше на 0,07%. Разность полученного значения по объему и табличному значению незначительно, поэтому считаем, что полученный объем, наряду с массой, успешно прошел проверку. Заданные скорости течения воды в трубах и самоочистки позволили определить число ходов . В приложении 1 представлена схема трубного пучка, в приложении 2 представлена схема многоходового перекрестного тока. Завершением служит определение гидравлических характеристик воздуха и воды. Потери давления по воздуху составляют 6% и не превышают максимально допустимые, равные 7%. Потери давления являются определяющим фактором при расчете теплообменного аппарата, поэтому было важно не превысить заданное значение. Были рассчитаны необходимые мощности для прокачки жидкостей через теплообменный аппарат. Для воздуха затраты мощности составили кВт. Мощность насоса, необходимая для прокачки воды через воздухоохладитель, составила Вт. Заложенное время работы теплообменного аппарата часов.