2.Расчет кожухотрубного теплообменника

Рассмотрим кожухотрубный холодильник диаметром с трубами (ГОСТ 15120 – 79).

Скорость и критерий Рейнольдса для эфира:

Где = - проходное сечение межтрубного пространства между перегородками по ГОСТ 15120-79; = -вязкость эфира при температуре ; = - наружный диаметр труб, определяющий линейный размер при поперечном обтекании.

Для расчета процесса теплопередачи в этом случае необходимо знать температуры .Для потока в трубах при значение влияет на выбор типа расчетной формулы через посредство произведения . Зададимся , исходя из того, что , например, примем ,

а) Коэффициент теплоотдачи для эфира

Примем = .Критерий Прандтля для эфира при :

=

Тогда

б) Коэффициент теплоотдачи для рассола:

Для выбора расчетной формулы определим произведение ( ) при определяющей температуре- средней температуре пограничного слоя:

Физические свойства рассола при :

Тогда :

=

= =

Согласно табличным данным при и при

Коэффициент теплопередачи:

Поверхностная плотность теплового потока:

Уточним значения :

Расчетная площадь поверхности теплопередачи:

С запасом : ,

Принимаем к установке аппараты длиной (ГОСТ 15120-79).Площадь поверхности теплообмена одного аппарата по среднему диаметру труб:

Необходимое число аппаратов:

Примем число аппаратов .

Запас поверхности:

Примем массу одного элемента равной . Тогда масса одного аппарата:

3.Расчет теплообменника типа «труба в трубе»

Рассмотрим аппарат, изготовленный из труб (наружная труба) и (внутренняя труба).

Скорость рассола в трубах для обеспечения турбулентного течения должна быть более

Число параллельно работающих труб при этом:

Примем . Определим скорость и критерий Рейнольдса для рассола:

,

Где - число параллельно работающих труб

Для эфира

Где эквивалентный диаметр

.

Составим схему процесса теплопередачи.

Согласно табличным данным, теплоотдача для обоих потоков описывается уравнением:

Коэффициент примем равным 1,полагая, что - табличные данные.

Примем =1.

а) Коэффициент теплоотдачи для эфира.

Критерий Прандтля для эфира при :

=

Критерий Нуссельта для эфира:

Коэффициент теплоотдачи от эфира к стенке:

б) Коэффициент теплоотдачи для рассола.

Критерий Прандтля для рассола при :

=

Критерий Нуссельта для рассола:

Коэффициент теплоотдачи от стенки к рассолу:

Термическое сопротивление стенки и загрязнений:

Коэффициент теплопередачи:

Поверхностная плотность теплового потока:

Определим ориентировочно значения , исходя из того, что

Где сумма

Найдем

Проверка: сумма

Отсюда:

Введем поправку в коэффициенты теплоотдачи, определив .

Критерий Прандтля для эфира при :

=

Критерий Прандтля для рассола при :

=

Коэффициенты теплоотдачи:

Для эфира:

=

Для рассола:

=

Исправленные значения :

Расчетная площадь поверхности теплопередачи:

С запасом : ,

Площадь поверхности теплообмена длиной :

Число элементов в каждой из двух секций:

Примем

Общее число элементов

Запас поверхности:

Примем массу одного элемента равной . Тогда масса одного аппарата: