Гидравлический расчет теплообменника
Задачей расчета является определение гидравлического сопротивления теплообменного аппарата по теплоносителям и мощности привода насосов.
Расчет для труб.
Полное гидравлическое сопротивление складывается из потерь на трение ΔрТ и местных сопротивлений ΔрМ, МПа:
(1.4)
Сопротивление трения определяется по формуле, МПа:
(1.5)
где L – полная длина канала, м;
d – внутренний диаметр труб для горячей воды и эквивалентный диаметр межтрубного пространства для холодной;
ρ – плотность теплоносителя при его средней температуре, кг/м3; w – скорость воды, м/с;
λ – коэффициент сопротивления трения, который зависит от режима движения жидкости и шероховатости канала.
При Re>2300 для гладких и шероховатых каналов универсальной является формула Альтшуля:
где
-
относительная шероховатость труб;
К – абсолютная шероховатость труб, мм. К = 0,06 мм, для цельнотянутых новых стальных труб К = 0,02-0,1 мм.
Полная длина канала для горячей воды в трубах, м:
Сопротивление трения определим по (1.5), МПа:
Местные потери обусловлены вихреобразованием в местах изменения сечения канала и других препятствий и могут быть определены по формуле, МПа:
где ξ М – коэффициенты местных сопротивлений.
Таблица 1.3
Коэффициенты местных сопротивлений
Вид препятствия |
ξМ |
Вход в трубы |
1,5 |
Выход из труб |
1,5 |
Поворот на 180˚ из одной секции в другую через колено |
2 |
Вход в межтрубное пространство |
1,5 |
Выход из межтрубного пространства |
1 |
Переход из одной секции в другую |
2,5 |
Полное гидравлическое сопротивление по (1.4), МПа:
.
Мощность привода насоса определяется по уравнению, кВт:
Расчет для межтрубного пространства.
При Re>2300 для гладких и шероховатых каналов универсальной является формула Альтшуля:
где
-
относительная шероховатость труб;
К – абсолютная шероховатость труб, мм. К = 0,06 мм, для цельнотянутых новых стальных труб К = 0,02-0,1 мм.
Полная длина канала для холодной воды в трубах, м:
Сопротивление трения определим по (1.5), МПа:
Местные потери обусловлены вихреобразованием в местах изменения сечения канала и других препятствий и могут быть определены по формуле, МПа:
Полное гидравлическое сопротивление по (1.4), МПа:
.
Мощность привода насоса определяется по уравнению, кВт:
.