- •Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
- •Глава 1. Теоретическая часть
- •Глава 2. Расчет кожухотрубчатого теплообменника Вариант 14
- •2.1. Расчет гидравлического сопротивления
- •2.2. Выбор оптимального нормализованного теплообменного аппарата
- •2.3. Проверочный расчет теплообменного аппарата 4к
- •Заключение
- •Список использованной литературы
2.1. Расчет гидравлического сопротивления
Вариант 3К
Скорость жидкости в трубах:
ωтр =(23)
ωтр=м/с
Reтр=10192,17
Коэффициент трения определяют по формуле:
λ = 0,25{lg[]0,9}-2 (24)
λ={lg[]0,9}-0,2=0,043
где е=∆/d – относительная шероховатость труб; ∆ - высота выступов шероховатостей (в расчетах принимаем ∆=0,2 мм).
е = ∆/d=0,2*10-3/0,021=0,0095
В межтрубном пространстве гидравлическое сопротивление можно рассчитать по формуле:
∆pмтр. = ()/2 (25)
∆рмтр=*+1,5+3=18751,35 Па
где - коэффициент местного сопротивления в межтрубном пространстве;- плотность в межтрубном пространстве; ωмт - скорость жидкости в межтрубном пространстве.
ωтр.ш=20*6/(3,14*0,152*986)=1,723 м/с
Коэффициент местного сопротивления потоку, движущемуся в межтрубном пространстве:
ξмтр3 = 3m/Reмтр0,2 (27)
ξмтр3 = 3*12/(11904,76)0,2=5,51
Число рядов труб, которое приближенно можно определить следующим образом:
m = (28)
m==11,3=12
Расчетные формулы для определения гидравлического сопротивления в трубном и межтрубном пространствах окончательно принимает вид:
∆ртр = λ+[2,5(z-1)+2z]+3(30)
∆ртр=λ+[2,5(z-1)+2z]+3=40974,6 Па
x=14
где z – число ходов по трубам; L – длина теплообменных труб.
Скорость в штуцерах:
ωтр.ш = G1*z/() (31)
Число сегментных перегородок х= 18. Диаметр штуцеров к кожуху dмтр.ш=0,200 м; m – число рядов труб, преодолеваемых потоком теплоносителя в межтрубном пространстве; ωтр.ш – скорость потока в штуцерах, определяется по формуле:
ωмтр.ш = G2*z/(33)
где dмтр.ш - диаметр штуцеров к кожуху (dмтр.ш=0,200 м)
ωмтр.ш=35,8*6/(3,14*0,22*986)=1,734 м/с
где dтp ш - диаметр штуцеров в распределительной камере (dтp ш = 0,150 м)
Вариант 4К
Скорость жидкости в трубах:
ωтр =(23)
ωтр=м/с
Reтр=13377,22
Коэффициент трения определяют по формуле:
λ = 0,25{lg[]0,9}-2 (24)
λ={lg[]0,9}-0,2=0,043
где е=∆/d – относительная шероховатость труб; ∆ - высота выступов шероховатостей (в расчетах принимаем ∆=0,2 мм).
е = ∆/d=0,2*10-3/0,021=0,0095
В межтрубном пространстве гидравлическое сопротивление можно рассчитать по формуле:
∆pмтр. = ()/2 (25)
∆ртр=λ+[2,5(z-1)+2z]+3=31487,9 Па
где - коэффициент местного сопротивления в межтрубном пространстве;- плотность в межтрубном пространстве; ωмт - скорость жидкости в межтрубном пространстве.
ωтр.ш=20*6/(3,14*0,152*986)=1,723 м/с
Коэффициент местного сопротивления потоку, движущемуся в межтрубном пространстве:
ξмтр3 = 3m/Reмтр0,2 (27)
ξмтр3 = 3*12/(11904,76)0,2=5,51
Число рядов труб, которое приближенно можно определить следующим образом:
m = (28)
m==14,4=15
x=14
Расчетные формулы для определения гидравлического сопротивления в трубном и межтрубном пространствах окончательно принимает вид:
∆ртр = λ+[2,5(z-1)+2z]+3(30)
∆рмтр=*+1,5+3=20864,11 Па
где z – число ходов по трубам; L – длина теплообменных труб.
Скорость в штуцерах:
ωтр.ш = G1*z/() (31)
ωмтр=35,8/(0,07*996)=0,519 м/с
Число сегментных перегородок х= 18. Диаметр штуцеров к кожуху dмтр.ш=0,200 м; m – число рядов труб, преодолеваемых потоком теплоносителя в межтрубном пространстве; ωтр.ш – скорость потока в штуцерах, определяется по формуле:
ωмтр.ш = G2*z/(33)
где dмтр.ш - диаметр штуцеров к кожуху (dмтр.ш=0,200 м)
ωмтр.ш=35,8*6/(3,14*0,22*986)=1,734 м/с
где dтp ш - диаметр штуцеров в распределительной камере (dтp ш = 0,150 м)
Сравнивая эти варианты, видно, что сопротивление теплообменника 3К больше, чем у 4К. Также, 3К тяжелее на 1010 кг.