2.3 Определение расходов теплоносителя

Объемные расходы воды и воздуха, протекающие через радиатор, м³/с

V_ж=Q_p/(c_pж^. ρ_ж ^. Δt_ж)

V_в=Q_p/(c_pв^. ρ_в ^. Δt_в)

c_pж , c_pв - средние массовые теплоемкости воды и воздуха

c_pж =4190 Дж/(кг^.К)

c_pв,=1005 Дж/(кг^.К)

t_жср=t- Δt_ж/2

t_вср=t- Δt_в/2

t_жср=86.5

t_вср=48

ρ_ж=968 кг/м³

ρ_в=1.06 кг/м³

V_ж=2.6^.10^-3 м³/с

V_в=3.25 м³/с

2.4 Расчет характеристик теплообмена

2.4.1 Коэффициент теплоотдачи от воды внутренним

стенкам трубок

a_ж=Nu_ж ^. λ_ж/d_э , где

Nu_ж - критерий Нуссельта. определяемый по критериальной зависимости

Для турбулентного режима движения:

Nu_ж =0.021Re_ж^0.8Pr_ж^0.43

Re_ж = ω_жd_э/V_ж

d_э=2ab/(a+b)

d_э=0.006 м

V_ж =0.34^.10^-6 м²/с

λ_ж =67.8^.10^-2 Вт/(мК)

Re_ж =13240

Nu_ж =56.1

а_ж=6339.3 Вт/м²

2 4.2 Среднее значение коэффициента теплоотдачи от наружных поверхностей трубок и пластин оребрения радиатора к воздуху

a_в=Nu_B λ_в/h=k λ_в/h^x(b/h)^-0.54.(c/h)^-0.14.( ω_в/V_в)^y Pr^0.35 , где

к, х, у- эмпирические коэффициенты. Для шахматного пучка трубок: к=0.292, х=0.35, у=0.65; для коридорного: к=0.136,х=0.28,у=0.72

λ_в , V_в , Pr - физические параметры воздуха

ω_в - скорость воздуха в зауженном сечении, м/с.

λ_в =2.83^.10^-2 Вт/(мК)

Pr = 0.698

V_в =17.95^.10^-6 м²/с

a_в =303 Вт/(м^2.К)

2.4.3 Максимальный коэффициент теплопередачи от воды к воздуху, отнесенный к единице наружных поверхностей трубок и пластин без учета неравномерности распределения температур в них

k_п=1/а_ж^{-1 .} (1+ ψ)+ δ_тр/ λ_тр ^. (1+ψ)+ а_в^-1

δ_тр/ λ_тр - термическое сопротивление стенки трубок. Ввиду малости принимается

δ_тр/ λ_тр=0

k_п =252 Вт/м²К

2.5 Расчет конструктивных параметров радиатора

2.5.1 Необходимая площадь поверхности охлаждения повоздуху

F_p=Q_p/k_n(t_жcp-t_вcp), F_p=10 м²

2.5.2 Площадь живого сечения сердцевины радиатора для прохода воздуха

f_вр=V_в/ ω_в

f_вр= 0.216 м²

2.5.3 Определение размеров сердцевины радиатора

Площадь живого сечения по воздуху единичной матицы-квадратного участка с размерами S^.S в пределах одной трубки по фронту радиатора

f_в1 =10^-6(S²-bS-δ_nS²/h), где

S- шаг трубок в ряду по фронту радиатора, мм.

Определяется из выражения для коэффициента оребрения соответственно для коридорного и шахматного пучка

Ψ_к=S(a+b)-ab/h(a+b)

Ψ_ш =0.5S(a+c)-ab/h(a+b)

0.5S(a+c)=h(a+b) Ψ_ш+ ab

S=(2h(a+b)^.Ψ_ш +2аb)/(а+с)

S=22.1 мм=23 мм

f_в1 =382.8^.10^-6 м²

Для лучшего ометания лопастями вентилятора фронтальной поверхности радиатора, последняя выполняется в виде квадратного сечения. Тогда число трубок в каждом попере чном току воздуха ряду

n₁= , n₁=24

а суммарная площадь охлаждения такого ряда по воздуху

f_р1=2(l+Ψ )(a+b)Sn₁²

f_р1=1.71 м²

Число рядов трубок по глубине радиатора ( по току воздуха)

n₂=F_p/ f_р1

n₂=6 шт

Обшее число трубок радиатора

N=n₁^.n₂

N=144 шт

Ширина и высота сердцевины радиатора

B=H=l=n₁s , B=530 мм

Глубина радиатора по краям пластин оребрения:

a) при коридорном пучке L=n₂(a+c)

b) при шахматном пучке L=0.5(n₂+l)(a+c)

L=62 мм