1.3 Расчет свойств теплоносителей

Пресная вода

Для определения удельной теплоемкости воспользуемся формулой [1, приложение "Теплофизические свойства пресной воды" ]:

(24)

, где Cp1(t1m) = 4.176 кДж\кгК

t1m=46.5 °C-средняя температура пресной воды в теплообменнике

Для определения удельного объема [3, стр.93]:

(25)

, где V1(t1m) = 1.013 ·10^-3 м³\кг.

Для определения плотности формула:

(26)

, где p1(t1m) = 987.569 кг\м³.

Определим кинематическую вязкость [3, стр.93]:

(27)

, где v1(t1m) = 6.588 ·10^-9 м²\с.

Для определения коэффициента теплопроводности [3, стр.93] по формуле:

(28)

, где λ1(t1m) = 0.636 Вт\мК.

Число Прандтля [3 стр.112]

(29)

, где Pr1(t1m) = 3.696.

Морская вода 10 % (1, приложение "свойства морской воды")

Для нахождения удельного объема воспользуемся формулой: [3, стр.93]:

(30)

, где V2(t2m) = 9.939 ·10^-4 м³\кг.

Для нахождения плотности используем формулу:

(31)

, где p2(t2m) = 1.005 10^-3 кг\м³.

Кинематическая вязкость [3, стр.93]:рассчитаем по формуле:

(32)

, где v2(t2m) = 8.663 ·10^-7 м²\с.

Коэффициент теплопроводности определяем по формуле:

(33)

, где λ2(t2m) = 0.581 Вт\мК.

Для нахождения числа Прандтля воспользуемся формулой [3 стр.112]:

(34)

, где Pr2(t2m) = 6.006.

1.4 Расчет коэффициентов теплоотдачи

Для расчета коэффициента теплоотдачи от охлаждаемой воды к стенке трубки воспользуемся формулой [2 стр.150]:

(35)

, где α1(t1m) = 6.748 10³ кВт\м²С

Температура стенки:

(36)

, где tст = 34.77 ºС

Число Прендтля стенки:

(37)

, где Pr(tст) = 5.122

Коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к охлаждающей морской воде при средней температуры пресной воды по формуле: Вт\м²К

(38)

, где α2(t1m) = 5.731 10³ Вт\м²К

1.5 Расчет коэффициента теплопередачи

Выбираем материал трубок- латунь.

Коэффициент теплопередачи от горячего теплоносителя к холодному [2, стр.110]:

(39)

, где k= 2.758 10³ Вт\м²К

λt = 48.846 Вт\м ºС – коэффициент теплопроводности латуни (2 стр.111, табл.24).

1.6 Расчет температурного напора

Для расчета среднего температурного напора при перекрестном токе сначала найдем среднелогарифмический напор для противотока, для этого произведем следующий расчет [3, стр.104]:

(40)

, где ∆tmp = 22.43.

1.7 Расчет площади теплообмена

Рассчитаем необходимую поверхность охлаждения с учетом возможного загрязнения трубок [3, стр.114]:

(41)

, где Fн = 6.117 м²

z = 0.8 – коэффициент учета загрязнения трубок.

Расстояние между трубными досками:

(42)

, где L = 0.925 м

n1=27 – число отсеков в охладителе

σ=0.02 – толщина перегородок

Фактическая поверхность охлаждения:

(43)

, где Fф = 6.655 м²

2. Гидравлический расчет водоохладителя

2.1 Гидравлическое сопротивление пресно-водяной полости

Сечение для похода воды у кромки перегородки, [2, стр.107] :

(44)

, где f= 3 10-4 м²

b=0.02 - Ширина свободного сечения для прохода воды между перегородками.

Максимальная скорость воды при движении в межтрубном пространстве:

(45)

, где wmax= 8.438 м/c.

Китерий Рейнолдса при потоке воды в межтрубном пространстве:

(46)

, где Re1= 2.74 10³.

Коэффициент местного сопротивления при поперечном омывании трубок,[2, стр.118]:

(47)

, где 0= 14.168.

Потеря напора при движении воды в межтрубном пространстве, [2, стр.118]:

(48)

, где pm1= 1371 кПа

g=9.6 м/с² – ускорение свободного падения.

Потеря напора при обтекании водой перегородок, [2, стр.118]:

(49)

, где pm2= 1.398 10⁵ Па

1=1.5 - коэффициент сопротивлений при огибании водой перегородок. [2, стр.118].

Эквивалентный диаметр сечения при проходе пресной воды над перегородками в корпусе:

(50)

, где dz= 0.059 м.

Скорость пресной воды над перегородками:

(51)

, где wm2= 1.103 м/c.

Критерий Рейнольдса при проходе пресной воды над перегородками:

(52)

, где Re2m= 6.942 10⁴.

Коэффициент трения при протекании пресной воды над перегородками, [2, стр.119]:

(53)

, где λtr= 0.026.

Потеря напора при протоке пресной воды над перегородками, [2, стр.118]:

(54)

, где pm3= 25.309 Па.

Скорость пресной воды в патрубках входа и выхода, [2, стр. 107]:

(55)

, где w1p= 3.581 м\с,

dm=0.03 м- диаметр отверстия в патрубках входа и выхода пресной воды.

Потеря напора в патрубках входа и выхода пресной воды, [2, стр. 119]:

(56)

, где pm4= 968 Па,

=1.5 -коэффициент местного сопротивления для входной и выходной камер, [2, стр 119.].

Потеря напора при входе и выходе в межтрубное пространство:

(57)

, где pm5= 8.96 кПа,

=1 -коэффициент местного сопротивления при входе и выходе в межтрубное пространство, [2, стр 119.].

Общее сопротивление пресно-водяной полости, [2, стр.119]:

(58)

, где pm= 1.217 10⁶ Па.