2.6. Определение скоростей теплоносителей в межтрубном пространстве

Значение площади проходного сечения f зависит от типа ТА и схемы движения теплоносителей. Для кожухотрубных ТА в случае продольного омывания труб, м²:

,

где n − общее число труб в пучке.

На первом этапе расчета, когда неизвестны размеры ТА, принимается продольная схема движения теплоносителей на общем противоточном принципе. В этом случае n = n₁₂.

После этого рассчитывается значение скорости W_н и сравнивается с допустимым значением. В случае необходимости производится перекомпоновка пучка − изменяется величина шагового отношения, значение диаметра кожуха, D_к. Если обеспечить требуемых значений скоростей не удается, необходимо изменить схему движения теплоносителей на смешанный тип − путем установки продольных перегородок или перекрестный − установкой поперечных перегородок.

Как можно заметить, при повышении КПД скорость теплоносителя в межтрубном пространстве увеличивается.

2.7. Расчет коэффициентов теплоотдачи

Следующий этап расчета ТА заключается в определении значений коэффициентов теплоотдачи со стороны обоих теплоносителей. Он выполняется из курса теплопередачи алгоритму:

Расчёт критерия Рейнольдса для воды при 20 ºС:

Таким образом можно определить, что внутри труб наблюдается турбулентный режим.

Расчёт критерия Рейнольдса для воды при 80 С

Исходя из этого можно сказать, что внутри труб также наблюдается турбулентный режим.

Определение коэффициента Нуссельта для теплоносителя внутри труб:

-и в межтрубном пространстве:

Расчёт коэффициента теплоотдачи:

Расчет коэффициента теплопередачи:

Определение площади поверхности теплообмена:

t₁' - t₂'' =79 - 27 = 52 ºС

t₁'' - t₂' = 71 - 19 = 52 ºС

2.8 Анализ и оценка полученных результатов

По результатам теплового расчета стоит уточнить действительное значение количества теплоты (тепловую мощность), передаваемое в теплообменном аппарате:

При увеличении КПД теплообменного аппарата уменьшается общая теплота, но и значительно снижаются потери.

Заключение

В процессе выполнения курсовой работы был рассчитан и спроектирован кожухотрубный теплообменный аппарат при КПД, равным 40%, а также были рассчитаны такие основные параметры, как передаваемая теплота, скорость теплоносителей и коэффициенты их теплоотдачи. Была выбрана компоновка теплообменного аппарата.

Список использованных источников

1. Теплообменный аппарат [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.0fbf9d20-6384a330-1a40b7fb-74722d776562/https/en.wikipedia.org/wiki/Heating_coil (дата обращения: 27.11.2022).

2. Ерофеев В.Л., Жуков В.А. Теплотехника: электронное учебное пособие. – СПб, ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, –219с.

3. Типы кожухотрубных теплообменных аппаратов [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://studfile.net/preview/2474196/page:2 (дата обращения: 27.11.2022).

4. Ерофеев В.Л., Семенов П.Д., Пряхин А. С. Теплотехника: Учебник для вузов./ Под ред. д-ра техн. наук, проф. В. Л. Ерофеева. –М.: ИКЦ «Академкнига»,2006. –456с.