Расчет кожухотрубчатого теплообменного аппарата. курсач тепло. Введение. Классификация теплообменных аппаратов

• Название: Введение. Классификация теплообменных аппаратов
• Анкор: Расчет кожухотрубчатого теплообменного аппарата
• Дата: 26.04.2023
• Размер: 0.54 Mb.
• Имя файла: курсач тепло.docx
• Тип: Реферат; #1091529
• страница: 5 из 6

Расчет окончательной площади поверхности теплообмена

Перед окончательным выбором теплообменного аппарата необходимо провести расчет коэффициента теплопередачи и, с учетом результатов расчета, определить расчетную площадь поверхности теплообмена .

Для определения коэффициента теплопередачи необходимо рассчитать коэффициенты теплоотдачи теплоносителей, находящихся в трубном ( ) и межтрубном пространстве.

Коэффициент теплоотдачи в трубном пространстве находится из соотношения:

где , , – числа подобия теплоносителя, движущегося в теплообменных трубах ТА, при средней арифметической температуре потока; – число Прандтля теплоносителя, движущегося в теплообменных трубах ТА, при средней температуре стенки труб;

– коэффициент теплопроводности теплоносителя, движущегося в теплообменных трубах ТА;

, – наружный диаметр и толщина стенки теплообменных труб;

Найдем при :


Средняя скорость теплоносителя в трубном пространстве выбранного стандартного теплообменного аппарата , необходимая для определения числа Рейнольдса , рассчитывается по формуле:

где , – массовый расход и плотность теплоносителя, движущегося в трубном пространстве;

– площадь проходного сечения одного хода по трубам выбранного стандартного ТА.

Число Рейнольдса рассчитывается по формуле:

где – коэффициент кинематической вязкости теплоносителя, движущегося в теплообменных трубах ТА.

, следовательно, режим течения теплоносителя в трубном пространстве переходный, отсюда значения коэффициентов для уравнения при : C = 27; j = 0; y = 0,43; i= 0


При расчете коэффициента теплоотдачи в межтрубном пространстве следует учитывать, что характер омывания потоком теплоносителя трубного пучка в кожухотрубных теплообменных аппаратах в значительной степени отличается от поперечного омывания идеального пучка гладких труб. Распределение потока теплоносителя в межтрубном пространстве значительно усложняет гидродинамическую картину движения теплоносителя и оказывает существенное влияние на конвективный теплообмен [2].

Коэффициент теплоотдачи теплоносителя, движущегося в межтрубном пространстве , рассчитывается по формуле:

где , – числа подобия для теплоносителя, движущегося в межтрубном пространстве ТА, при средней арифметической температуре потока;

– число Прандтля теплоносителя, движущегося в межтрубном пространстве ТА, при средней температуре стенки труб;

– коэффициент теплопроводности теплоносителя, движущегося в межтрубном пространстве ТА;

– наружный диаметр теплообменных труб.

– число Прандтля теплоносителя, движущегося в межтрубном пространстве ТА, при средней температуре стенки труб:


Средняя скорость теплоносителя в межтрубном пространстве выбранного стандартного теплообменного аппарата , необходимая для определения числа Рейнольдса , рассчитывается по формуле:

где , – массовый расход и плотность теплоносителя, движущегося в межтрубном пространстве;

, – площади проходного сечения в вырезе перегородки и между перегородками в межтрубном пространстве выбранного ТА.



Число Рейнольдса рассчитывается по формуле:



где – коэффициент кинематической вязкости теплоносителя, движущегося в межтрубном пространстве ТА.

Значения коэффициентов в уравнении для зависят от расположения труб в пучке и значения числа Рейнольдса. В нашем ТА трубы располагаются по вершинам равносторонних треугольников (рис. 5), а число Рейнольдса находится в интервале , отсюда C₁ = 0,71; m = 0,5; n = 0,36; С=0,659.


Рис. 5 - Схема расположения труб в пучке
Поправочный коэффициент учитывает зависимость среднего коэффициента теплоотдачи в межтрубном пространстве от числа рядов труб в пучке, омываемых в поперечном направлении ( , .

Все коэффициенты в уравнении для найдены, можно найти значение коэффициента теплоотдачи в межтрубном пространстве:


После расчета значений коэффициентов теплоотдачи теплоносителей в трубном и межтрубном пространстве определяем коэффициент теплопередачи по соотношению:

Далее уточняем расчетную площадь поверхности теплообмена , по величине которой проводится окончательный выбор теплообменника.