Методика теплового и гидравлического

РАСЧЕТОВ КОЖУХОТРУБНОГО ТОА

При оформлении таблицы в колонке 5 помимо общих формул должны быть записаны соответствующие выражения с численными значениями для последнего случая итерации.

В качестве примера приведены результаты расчета ТОА, исходные данные для которого указаны в таблице исходных данных.

 

 

№ п/п	Определяемая величина	Обозначение	Единицы измерения	Источник или формула	Результаты расчета
номер итерации
Т е п л о в о й р а с ч е т
1.	Средняя температура теплоносителя 1		°С		19,5
2.	Теплофизические свойства теплоносителя 1:			Выбираются по приложению А в зависимости от   Выбираются по приложению А в зависимости от
· теплопроводность		Вт/м∙К	0,562
· вязкость		м^2/с	1,03 ^.10^-^6
· плотность		кг/м^3	1015,4
· теплоемкость		Дж/(кг∙К)	3977,5
· число Прандтля		–	7,41
3.	Средняя температура теплоносителя 2		°С
4.	Теплофизические свойства теплоносителя 2:			Выбираются по приложению А в зависимости от
· теплопроводность		Вт/м∙К	0,1058
· вязкость		м^2/с	3,8^.10^-6
· плотность		кг/м^3	845,1
· теплоемкость		Дж/(кг∙К)
· число Прандтля		–	61,7
5.	Передаваемый тепловой поток		Вт		1,51·10^5

 

 

6.	Расход теплоносителя		кг/с		12,66
7.	Большая разность температур теплоносителей	Δ t Б	^оС	Определяется по значениям (см. поясняющий рис.2.3)
8.	Меньшая разность температур теплоносителей	Δ t М	°С	– || –
9.	Среднелогарифмический температурный напор (при противотоке)		°С		58,49
10.	Вспомогательные параметры	Р   r	^– ^–		0,0476
11.	Поправочный коэффициент, учитывающий схему тока		^–	Определяется по приложению Б в зависимости от схемы тока и параметров Р и r.	1,0
12.	Средний температурный напор		°С		58,49
13.	Коэффициент динамической вязкости		Па^.с		1,046 ^.10^-3
14.	Максимальная и минимальная скорости теплоносителя внутри трубы		м/с   м/с	Задается в соответствии с данными приложения Г и рекомендациями раздела 3	1,2   0,9

 

 

15.

Количество труб в пучке одного хода теплоносителя 1

шт.   шт.

принимаем принимаем   Значения и округляются до ближайшего целого числа.

132,28       176,4

16.

Общее количество труб в трубном пучке

шт.   шт.

принимаем z 1 = 2

17.

Порядковый номер шестиугольника компоновки трубного пучка

аmax     amin   a

–   –   –

amax = amin = Принимается большее amin ближайшее целое число

10,33     8,88

18.

Уточненное максимально возможное количество труб n* в трубном пучке

n* ш n*

шт. шт.

n *ш = 3 а∙ (а + 1) + 1 n * = β ∙ n *ш, где β = 1 при а 6, β =1,11...1,16 при а >6

306,2

19.

Количество труб в трубном пучке

n

шт.

В качестве n принимается ближайшее целое число, равное или меньшее n*, но кратное а

20.

Уточненное количество труб в пучке одного хода теплоносителя 1

n 1

шт.

n 1 =

21.

Уточненная скорость теплоносителя 1 внутри труб

ω 1

м/с

ω 1 =

1,037

22.

Число Рейнольдса

Re 1

–

23.

Приблизительное значение коэффициента теплопередачи

К *

Вт м^2К

Задается приблизительно. Можно использовать приложение Е

24.

Площадь теплопередающей поверхности

F

м^2

4,61

4,33

25.

Длина труб между трубными досками

L

м

0,4

0,375

26.

Число Нуссельта

Nu 1

–

По приложению Д для соответствующего режима течения

79,2

27.

Средний коэффициент теплоотдачи в трубах

1

Вт м^2К

28.

Температура внутренней поверхности трубы

°C

26,9

27,3

29.

Толщина стенки трубы

δ C

м

δ C = 0,5(d 2 – d 1)

0,001

30.

Коэффициент теплопроводности материала стенки трубы

λ C

Вт мК

Определяется по приложению З

31.

Термическое сопротивление загрязнения на внутренней R 1 и наружной R 2 поверхностях труб

R 1 R 2

м^2К Вт – || –

Принимается по приложению В в зависимости от вида теплоносителя

2^.10^-4 3,5^.10^-4

32.

Температура наружной поверхности стенки трубы

°С

46,7

48,5

33.

Шаг труб в трубной доске

S

м

Принимается S = (1,35...1,5)^. , но не менее S min = d 2 + 0,006

0,018

34.

Наружный диаметр трубного пучка

DТП

м

0,363

35.

Внутренний диаметр корпуса ТОА

D

м

D = DТП + d 2 + 2 m m = 0,006 - зазор между трубным пучком и корпусом

0,387

36.

Количество ходов теплоносителя 2 в межтрубной полости

Z 2       Z 2

–

принимаем в пределах Z 2min... Z 2max, рекомендуется чтобы Z 2 было четным числом; для вязких теплоносителей следует принимать минимальные целые четные значения Z 2

5,2 1,03

4,9 0,97

 

37.	Шаг установки диафрагм в межтрубной полости	b	м		0,2	0,188
38.	Высота проходного окна в диафрагме	h	м		0,098	0,096
39.	Площадь проходного сечения в межтрубной полости	f 2	м^2	f 2 = b	0,0258	0,0242
40.	Скорость теплоносителя 2 в межтрубной полости	ω 2	м/с	ω 2 =	0,574	0,612
41.	Число Рейнольдса для теплоносителя 2	Re 2	–	Re 2 =
42.	Число Нуссельта для теплоотдачи в межтрубной полости	Nu 2	–	По приложению Ж для соответствующего режима течения	134,1	141,1
43.	Средний коэффициент теплоотдачи в межтрубной полости		Вт м^2К
44.	Уточненное значение коэффициента теплопередачи	К	Вт м^2К		596,6
45.	Сравнение величин К * и К	е	%	е = при е >3 % расчет повторяется с пункта 23.	6,2	2,45
46.	Скорость теплоносителей в патрубках: · теплоноситель 1 · теплоноситель 2	ω 1П ω 2П	м/с   м/с	принимаем ω 1П = ω 1 принимаем ω 2П = ω 2	1,037 0,612	1,0

 

47.

Внутренние диаметры патрубков: · теплоноситель 1 · теплоноситель 2

d 1П   d 2П

м   м

d 1П = 1,13 d 2П = 1,13 Проверяется условие d 2П < b. В противном случае необходимо увеличить ω 2П

0,124

0,176

0,14

48.

Внутренний диаметр сферы крышки ТОА

D К

м

D K = D

0,387

Г и д р а в л и ч е с к и й р а с ч е т

1.

Гидравлическое сопротивление внутритрубной полости ТОА:

Δ P 1

Па

· на входном патрубке

Па

· на выходном патрубке

Па

· на входе в трубную доску

Па

· на выходе трубной доски

Па

· на повороте потока на 180°

Па

· по длине труб

Па

=

Значения коэффициентов и Х 3определяются по приложениям И и Л.

1,5 1,5 1,0 1,0 2,5 0,012 1,4

2.

Гидравлическое сопротивление по тракту теплоносителя 2:

Па

· на входе

Па

· на выходе

Па

· трубного пучка

m       Re 2Г

Па     –   м     –     –

Значение определяется по приложению К

0,0116     1872,8     15,7

 

	· при обтекании диафрагм		Па   – – –	Значения определяются по приложению Л	1,5 1,0 1,5

 

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Теплопередача, учебник // К.Ю. Федоровский. – Севастополь, СевНТУ, 2012. – 302с.

2. Михеев М.А. Основы теплопередачи/ М.А. Михеев, И.М.Михеева. – М.: Энергия, 1987. – 453 с.

3. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: Справочник. – М.: Энергоиздат, 1991. – 588 с.

2. Теплоиспользующие установки промышленных предприятий. – М.: Высшая школа, 1985. – 384 с.

4. Промышленные тепломассообменные процессы и установки // А.М. Бакластов [и др.] – М.: Энергоатомиздат, 1986. - 328 с.

5. Теплопередача // В.П. Исаченко [и др.] – М.: Энергоиздат, 1981. – 416 с.

5. Справочник по гидравлическим сопротивлениям // И.Е. Идельчик. – М.: Машиностроение, 1975.

6. Справочник по теплообменным аппаратам // П.И. Бажан [и др.] – М.: Машиностроение, 1989. – 367 с.

8. Жукаускас А.А. Конвективный перенос в теплообменниках/А.А. Жукаускас. – М.: Наука, 1982. – 472 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А