Определение поверхности теплообмена (стр. 3 из 5)

где

- число труб в одном ряде,

-среднерасходная скорость воды в трубах на входе.

Рекомендуется брать

=0,1…0,25 м/с (таблица 3.1 [1]).

Отсюда

. (3.7)

Среднерасходная скорость воды на выходе

. (3.8)

Общая площадь газопровода

, (3.9)

где L- длина, которая задаётся из интервала 4…6 м; B-ширина, равная 1,5…4 м.

Скорость газа в межтрубном пространстве

- на входе (3.10)

- на выходе (3.11)

Площадь теплообмена

, (3.12)

где

-число рядов труб.

(3.13)

Высота теплообменника

(3.14)

Расчётная часть

Изменение средней температуры

принимаем

=1,

˚С.

Тепловой поток

. Отсюда площадь теплообмена

Коэффициент теплопередачи

Из таблицы 3.4 стр.6 [1] принимаем коэффициент теплоотдачи от воздуха к стенке

, а коэффициент теплоотдачи от воды к воздуху

Диаметры труб выбираем 38

2,5.

Для Ст20 коэффициент теплопроводности

4.3.

.Принимаем а=2.

Принимаем

Число труб в одном ряде

Число труб в двух рядах

Среднерасходная скорость воды на выходе

Задаёмся длиной и шириной L =6м; B=4м.

Общая площадь газопровода

Скорость газа в межтрубном пространстве

Число рядов труб

Высота теплообменника

Таблица 3.1. Результаты расчётов.

Наименование	Обозначение	Размерность	Значение
Площадь теплообмена	F	м²	1203,3
Среднерасходная скорость воды на входе		м/с	0,2
Число труб в одном ряду	z₁	_	32
Среднерасходная скорость воды на выходе		м/с	0,23
Длина газохода	L	м	6
Ширина газохода	B	м	4
Число рядов труб	n₁	-	60
Высота теплообменника	H	м	3,96
Cкорость газа в межтрубном пространстве на входе		м/с	7,89
Cкорость газа в межтрубном пространстве на выходе		м/с	7,19
Общая площадь газохода	f	м²	16,70

4. Гидродинамический расчёт

Алгоритм расчёта

Целью гидродинамического расчёта является определение потери давления горячего и холодного теплоносителя при прохождении через аппарат. Гидродинамическое сопротивление элементов теплообменного аппарата определяется условиями движения теплоносителей и особенностями конструкции аппарата.

Определим сопротивление по потоку выхлопного газа:

, (4.1)

где поперечные потери давления

местные потери давления

средняя скорость выхлопных газов

, (4.2)

согласно таблице П.1.6 стр.17 [1] значения коэффициентов:

Необходимо определить число Рейнольдса:

. (4.3)

Эквивалентный диаметр межтрубного пространства:

, (4.4)

где

-периметр смачивания.

Гидродинамическое сопротивление по холодному теплоносителю (по воде):

(4.5)

По числу Рейнольдса определяем режим течения.

Определяем сопротивление по потоку воды:

, (4.6)

Где

-потери в трубах,

-потери местного сопротивления,

не должно превышать 2 кПа.

Расчётная часть

Средняя скорость выхлопных газов

Определим сопротивление по потоку выхлопного газа:

где поперечные потери давления

местные потери давления

Эквивалентный диаметр межтрубного пространства:

где

Число Рейнольдса:

Число Рейнольдса для воды

Вывод: режим течения турбулентный.

Потери в трубах

где

при температуре стенки

(по таблицам для воды).

Потери местного сопротивления

, где