4.3.14 Тепловий потік з боку холодильного

Тепловий потік з боку холодильного агента визначається за формулою, Вт/:

(4.8)

де різниця між температурами хладоагента та повітря на ребрах теплообмінної секції.

Із рівнянь (4.7) і (4.8) виведемо розрахункову формулу для теплового потоку, Вт/:

(4.9)

За допомогою формули (4.9) при різних розраховуємо тепловий потік і заносимо данні в табл.4.4.

Таблиця 4.9 - Тепловий потік

	0,5	3	4	5	6	7	8	9	12
	0,222	86,99	226,9	477,5	876,8	1466	2288	3388	8838

4.3.15 Середня логарифмічна різниця температур

Середня логарифмічна різниця температур в апараті:

4.3.16 Питомий тепловий потік

Для визначення - питомого теплового потоку в апараті, віднесениго до внутреньої поверхні, будується графічна залежність по рівнянню (4.9) і рівнянню, :

(4.5)

Ці залежності показані на рис. 4.8.

Рисунок 4.8 – Графік

За рис. 4.8 знаходимо і 231,1.

За рис. 4.5 відносна вологість повітря після повітроохолоджувача .

Тоді при К :

=0,99·0,0000987=0,00009702 кг/кг

Об’єм повітря який проходить через апарат:

Об’ємні витрати повітря:

Площа живого перетину при швидкості м/с :

де густина повітря.

Поверхня теплообміну однієї секції

Внутрішня поверхня теплообмінну всього апарата:

5.3 Визначення діаметрів штуцерів

Мета: визначити діаметр штуцерів.

Вихідні дані:

швидкість руху газу в трубопроводі W₁, м/с 10;

швидкість руху води в трубопроводі W₂ , м/с 2.

Розрахунок проводимо за методикою викладеною в [10]. Схема розрахунку приведена на рисунку 5.4.

Рисунок 5.4 – схема руху потоку в штуцері

Визначаємо діаметри штуцерів для води та газу:

Висновок: Приймаємо стандартні діаметри штуцерів d_газ=20 мм, d_вод=30 мм [4].

5.4 Гідравлічний розрахунок

Метою гідравлічного розрахунку є визначення гідравлічного опору як в міжтрубному, так і в трубному просторі теплообмінника, а також визначення затрат потужності на переміщення теплоносіїв. Розрахунок здійснюємо за методикою, викладеною в [11].

Розрахункова схема зображена на рисунку 5.5.

Вихідні дані для розрахунку:

Середня температура газу К , 342,5

Густина конденсату при середній температурі, кг/м³, 7,311

Швидкість конденсату, м/с, 5

Критерій Рейнольдса конденсату, Re₂ 54110

Середня температура технічної води, К, 320,5

Густина технічної води при середній температурі, кг/м³, 991

Швидкість технічної води, м/с, W₁ 0,12

Критерій Рейнольдса технічної води, Re₁ 2602

Рисунок 5.5 Схема гідравлічного опору

В трубному просторі витрати тиску на подолання тертя та місцевих опорів, Па, визначаються за формулою [11].

,

де - коефіцієнт тертя,

- сума коефіцієнтів місцевого опору.

Коефіцієнт визначається залежно від режиму, в турбулентних потоках виділяють три зони. Для вибору розрахункової формули необхідно знати відносну шорсткість труб. Для труб можна прийняти значення абсолютної шорсткості Δ=0,2 мм [11]. Тоді значення відносної шорсткості знайдемо з залежності:

Тоді можна визначити, що в теплообміннику має місце зона змішаного тертя [11]:

Тоді коефіцієнт тертя визначаємо за формулою [11]:

Коефіцієнти місцевих опорів приймаємо згідно до рекомендацій, наведених в [15]:

Вхідна камера

Вхід і вихід в трубу

Втрати в вхідній камері необхідно розраховувати по швидкості в штуцерах:

Тоді втрати тиску в трубному просторі:

Втрати тиску на подолання місцевих опорів в міжтрубному просторі, Па, визначається за формулою:

Коефіцієнти місцевих опорів приймаємо згідно до рекомендацій, наведених в [15]:

Вхід і вихід в міжтрубний простір

Поворот через сегментну перегородку

Опір пучка труб визначається за формулою [11]:

де – m число рядів труб:

де n – кількість труб в теплообміннику, n=111

Опір на вході і виході в міжтрубний простір необхідно розраховувати по швидкості в штуцерах:

Тоді гідравлічний опір міжтрубного просторі:

Витрати потужності на переміщення технічної води в трубному просторі теплообмінника [15]:

_де - витрати технічної води; кг/с.

Витрати потужності на переміщення конденсату в міжтрубному просторі теплообмінника:

де - витрати конденсату;кг/с.

Висновок: визначені гідравлічний опір трубного (97,78 Па) та міжтрубного простору (277,5 Па) теплообмінника та затрати потужності на переміщення теплоносіїв через теплообмінник (в міжтрубному просторі Вт, в трубному просторіВт).

Література:

1. Янвель

2. Остров