книги / Design-II for Windows. ╨Ю╨┐╨╕╤Б╨░╨╜╨╕╨╡ ╨╝╨╛╨┤╤Г╨╗╨╡╨╣ ╨╛╨▒╨╛╤А╤Г╨┤╨╛╨▓╨░╨╜╨╕╤П

–Shell Side Temperature Out is Bubble Point – температура на выходе из межтрубного пространства равна температуре кипения.

–Shell Side Temperature Out is Dew Point – температура на вы-

ходе из трубного пространства равна температуре точки росы.

–Temperature Out Tube Side – вводится температура на выходе трубной части теплообменника.

–Both Shell and Tube Temperature Out – вводятся температуры на выходе межтрубной и трубной частей теплообменника.

2. Вводится перепад давления в теплообменнике как по трубному пространству, так и по межтрубному пространству и выбираются соответствующие единицы измерения.

3. Ввод коэффициента теплопередачи (Overall U) в соответствующих единицах измерения:

–kJ/s/m2/K соответствует кВт/м2·К (система измерений СИ);

–kcal/hr/m2/C соответствует ккал/ч·м2·С (метрическая система измерений);

–Btu/hr/ft2/F соответствует BTU/ч·фут2·F (система измерений США);

–W/m2/K соответствует Вт/м2·К, но в версиях 15.хх работает

некорректно, поэтому использовать нельзя.

Для большинства случаев рекомендуется выбирать kJ/s/m2/K (кВт/м2·К) и обязательно обратить внимание, что единицы измерения выражены в киловаттах, т.е. 1 kJ/s/m2/K = 1000 Вт/м2·К, а коэффициент теплопередачи 35 Вт/м2·К будет равен 0,035 kJ/s/m2/K.

Закладка Geometry аналогична однопоточному теплообменнику (см. рис. 5.21), поэтому здесь не рассматривается.

Закладка Connected Stream предназначена для проверки соответствия присоединенных к модулю потоков потокам, определенным программным обеспечением (рис. 5.23). Данная проверка с подтверждением, т.е. с нажатием кнопки Ok, является обязательной перед запуском задания на расчет.

В случае, если программное обеспечение неправильно определило направление присоединенных потоков, с помощью ниспадающих меню и указателя мыши необходимо исправить обнаруженные ошибки.

51

Поток, входящий в межтрубное пространство

Поток, входящий в трубное пространство

Поток, выходящий из межтрубного пространства

Поток, выходящий из трубного пространства

Рис. 5.23. Закладка Connected Streams для указанного теплообменника

Закладка Utility Specifications предназначена для проведения расчетов количества хладагента с учетом того, что подбираются такие давление и температура, при которых хладагент подается при характеристиках точки кипения (жидкость при температуре кипения), а покидает теплообменник при характеристиках точки росы (пар при температуре точки росы).

Закладка Shell and Tube Rating предназначена для специальных расчетов теплообменников (см. Help)

5.9. Трубопровод (Line)

Модуль трубопровода Line предназначен для расчета гидравлического сопротивления линии трубопровода, состоящей из одной секции трубопровода или линии трубопровода, т.е. из нескольких секций трубопровода, соединенных в сложную линию с подъемами, спусками и горизонтальными участками различной длины. Модуль имеет один входной и один выходной поток. Поток, входящий в модуль, может быть газовым, жидким или двухфазным. Вычисления могут быть изотермическими, адиабатическими или учитывать теплоизоляцию линии и теплопередачу с окружающей средой. Изобра-

52

жение модуля представлено на рис. 5.24. Выбор модуля производит-

ся через Меню: Equipment => Pressure Change.

Рис. 5.24. Изображение модуля Line

Данный модуль является достаточно сложным в использовании и требует ввода относительно большого количества исходных данных. Кроме того, проектный расчет трубопровода использует методики расчета, принятые в США, которые несколько отличаются (даже по названиям) от принятых в России, поэтому в настоящем пособии они рассматриваться не будут.

Вид закладки General Data представлен на рис. 5.25.

Выбор типа расчета по теплопередаче

Рис. 5.25. Вид закладки General Data

Единственное, что возможно сделать в полях этой закладки, это произвести выбор типа расчета гидравлического сопротивления линии по теплопередаче:

–Isothermal – изотермический расчет (температура постоянна),

–Adiabatic – адиабатный расчет (теплопередача отсутствует),

–Specified U – вводится коэффициент теплопередачи и характеристики окружающей среды,

53

– Calculated U – коэффициент теплопередачи рассчитывается на основании материала трубы, характеристик теплоизоляции и окружающей среды.

Диаметр и толщина стенки трубопровода вводятся на закладке

Line Diameters (рис. 5.26)

Поле ввода внутреннего диаметра трубы

Поле ввода толщины стенки трубы

Рис. 5.26. Вид закладки Line Diameters

Для ввода характеристик трубы необходимо:

–Выбрать в ниспадающем меню опцию Inside Pipe Diameter.

–Ввести внутренний диаметр трубы в соответствующих единицах измерения (обычно выбираются миллиметры – mm).

– В поле Pipe Wall Thickness ввести толщину стенки трубы в соответствующих единицах измерения (обычно выбираются миллиметры – mm).

Опция ниспадающего меню Nominal Pipe Diameter предназначена для ввода диаметра трубы по стандарту США, т.е. диаметр трубы будет выбираться по стандарту в дюймах, а толщина стенки трубы будет стандартная с учетом ее усиления: STD – стандартная, XS – усиленная, XXS – дважды усиленная.

Профиль трассы линии трубопровода с горизонтальными участками, подъемами и спусками вводится на закладке Line Length

(рис. 5.27).

Необходимо отметить, что на рис. 5.27 представлена только левая часть поля закладки, так как она является более важной для расчетов. В правой части закладки находится таблица Fittings Equivalent Length Per Sections, в которую для каждой секции трубопровода вводится

54

длина трубопровода, эквивалентная трубопроводной присоединительной арматуре (фитингам). Данная часть обычно используется только в специальных случаях, поэтому здесьне рассматривается.

Профиль

трубопровода

Рис. 5.27. Вид закладки Line Length

Профиль трассы линии трубопровода является одним из основных параметров, на которых в дальнейшем базируется расчет его гидравлического сопротивления, поэтому рассмотрим ввод исходных данных более детально. В первую очередь необходимо определиться со схемой ХТС, изображаемой на рабочем листе. Например, трассу трубопровода, представленную на рис. 5.28, можно представить для расчета как с помощью сложной схемы модулей Line, но с более простыми настройками (рис. 5.28, а), так и с помощью одного модуля Line, но со сложными настройками (рис. 5.28, б).

Таким образом, в случае, представленном на рис. 5.28, а, каждый модуль Line состоит из одной секции трубопровода, часть которых горизонтальные, а часть – вертикальные, а самих модулей пять штук. В другом случае профиль трубопровода, состоящий из пяти секций, закладывается в один модуль (см. рис. 5.28, б). Выбор того или иного способа расчета определяет лицо, производящее расчеты, в каждом конкретном случае индивидуально. Рассмотрим каждый способ более детально.

55

Пример ввода профиля линии при выборе опции Elevation для данного варианта представлен ниже (рис. 5.30).

Количество секций линии

Рис. 5.30 Вид окна при выборе опции Elevation

57

Для заполнения указанных полей необходимо:

1.Ввести в соответствующем поле количество секций линии трубопровода.

2.Навести указатель мыши на ту секцию линии, параметры которой нужно будет ввести, и нажать левую кнопку – и этот участок выделится синим цветом.

3.В поле ввода длины секции ввести соответствующее число.

4.Повторять последовательность операций с п. 2 до п. 3 до окончания ввода длины всех секций.

5.Выбрать в ниспадающем меню способ задания профиля:

Elevation (absolute).

6.Навести указатель мыши на ту секцию линии, параметры которой нужно будет ввести, и нажать левую кнопку – и этот участок выделится синим цветом.

7.В поле ввода профиля ввести соответствующее число.

8.Повторять последовательность операций с п. 6 до п. 7 до окончания ввода всех данных.

Пример ввода профиля линии при выборе опции Elevation Change для данного примера представлен ниже (рис. 5.31).

Поле ввода профиля линии

Рис. 5.31. Вид окна при выборе опции Elevation Change

Последовательность заполнения таблиц производится аналогично, как и при выборе опции Elevation.

58

После ввода всего необходимого набора данных требуется ввести исходные данные в меню Heat Transfer закладки General Data

(рис. 5.32).

Рис. 5.32. Вид поля Heat Transfer

В зависимости от выбранного варианта расчета линии трубопровода изменяется требуемый для ввода набор исходных данных. Так, при выборе опции Isothermal или Adiabatic нет необходимости вводить дополнительные данные (кнопки ввода дополнительных данных будут недоступны).

При выборе опции Specified U (заданный коэффициент теплопередачи) активными становятся кнопки

(температура окружающей среды) и (коэффициенттеплопередачи).

При выборе опции Calculated U (расчетный коэффициент теплопередачи) активными становятся кнопки

(температура окружающей среды) и (труба, изоляция и окружающая среда…). Рассмотрим данные опции более детально.

При нажатии на кнопку появляется окно, где в табличном виде необходимо ввести температуру окружающей среды для определенных ранее секций линии трубопро-

вода (рис. 5.33).

Порядок ввода данных в таблицу здесь не приводится, так как он рассматривался выше.

При нажатии на кнопку появляется окно, где в табличном виде необходимо ввести коэффициент теп-

59

лопередачи между потоком, текущим в трубе, и окружающей средой по длине линии (рис. 5.34).

Рис. 5.33. Вид окна Temperature of Surrounding

Поле для ввода коэффициента

теплопередачи Единицы измерения. В системе СИ: kJ/s.m2.K – кВт/м2·К

Рис. 5.34. Вид окна Heat Transfer Coefficient

Порядок ввода данных в таблицу здесь не приводится, так как он рассматривался выше.

При нажатии на кнопку появляется окно, где необходимо ввести исходные данные по материалу стенки трубы, изоляции трубы и окружающей среды, необходимые для расчета коэффициента теплопередачи (рис. 5.35).

60