23. Тёпловой и конструктивный расчёт испарителей для охлаждения жидкости.

Целью теплового расчёта является определение требуемой площади теплопередающей поверхности. Площадь находится из общего уравнения теплопередачи:

, м²

где Q₀ — полная хоодопроизводительность ,

к_и — коэффициент теплопередачи испарителя ,

— среднелогорефмическая разность температур.

; ; ; ,

,

где — температура х/н на входе и на выходе .

, , ⁰С , , , ⁰С ,

С межтрубным кипением

Nu=0.023^.Re^0.4.Pr^0.8 ,

где - коэффициент оребрения ,

, ,

где — находится аналитическим или графическим способами из условия равенства тепловых потоков.

,

,

,

,

.

Конструктивный расчет кожухотрубного испарителя с внутритрубным кипением.

Число труб в одном ходе испарителя

Где -массовый расход х.а.

=

-площадь живого сечения теплообменной трубы. =

-массовая скорость х.а.(50-150); Шаг труб:

Число ходов по х.а. принимается 1 или 2. Общее число труб в аппарате:

Длина теплообменной трубы в испарителе

-площадь наружной теплообменной поверхности, определяемой из теплового расчета; -периметр трубы по наружному диаметру.

Число труб по диагонали правильного шестиугольника ;где К-отношение длины труб к внутреннему диаметру корпуса = .Принимаем большее нечетное число.

Действительное кол-во труб в испарителе ; Действительная площадь теплопередающей поверхности = ,

24Тепловой и конструктивный расчет испарителей для охлаждения воздуха.

Особенностью расчёта сухого воздухоохладителя является значительная разница (в 100 и более раз) коэффициентов теплоотдачи от кипящего ХА и коэффициента теплоотдачи от теплопередающей поверхности к воздуху. Поэтому при отношении , не учитывают: .

На интенсивность теплообмена влияет осаждения влаги на поверхности в/о. При положительных температурах образуется конденсат, а при отрицательных иней. При расчёте сухого воздухоохладителя строиться процесс охлаждения воздуха в h-d влажного воздуха

, ,

Средняя относительная влажность воздуха в холодильной камере задаётся

, , ,

Если процесс охлаждения 1-2 продолжить до пересечения с линией , то получим точку, характеризующую состояние наружной поверхности в/о. По известной формуле, в зависимости от конкретных условий рассчитывается конвективный коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха .

Влияние влаги оценивается коэффициентом влаговыпадения

, где с - коэффициент зависящий от температуры; d_i – влагосодержание в начале и в конце процесса; h_i – энтальпия воздуха в начале и в конце процесса. .

Как правило коэффициент теплоотдачи от воздуха приводится к внутренней, неоребрённой поверхности: . Плотность теплового потока со стороны воздуха: . Площадь внутренней теплопередающей поверхности: .

При конструктивном расчете, например сухого рассольного в/о, предполагаем, что он будет смонтирован из стальных труб с насадными ребрами, зная все параметры выбранной трубы можем найти:

Степень оребрения: β = (F_p + F_мр)/F_вн; где F_р – поверхность ребер; F_мр – поверхность межреберных участков; F_вн – площадь внутренней поверхности. Все эти величины рассчитывают по геометрическим зависимостям.

Количество воздуха проходящего через аппарат: G_B = Q₀/(h₁ – h₂).

Объем воздуха проходящий через аппарат: V_B = G_B*υ₁, где υ₁ = R*T/р.

Живое сечение аппарата: F_ж = V_B/ω.

Поверхность теплообмена 1 секции: , где s –шаг трубы по фронту, δ - толщина ребер, h – высота ребер, u – шаг ребер.

Тепловой поток со стороны воздуха: q_F = α*(T_B - T_W).

Количество параллельных секций: z = F_вн/F¹_вн.

Общая длина труб в секции: .

Число рядов труб в секции: , где к = l/Н, l – длинна аппарата, Н – высота аппарата.

Длинна трубы в аппарате: l = L/m.

Также можно рассчитать по импирическим формулам, имеющиеся в специальной литературе, расход рассола, скорость рассола, его температуру и другие параметры сухого рассольного воздухоохладителя.

Расчет воздухоохладителей другого вида выполняется аналогично.