2.6. Теплоотдача и сопротивление при продольном обтекании пучков труб
Теплоотдача:
. (2.37)
Где
;
;
,
– по п.2. раздела 2.5.
Для расположения труб по треугольнику и по концентрическим окружностям
.
Коэффициент сопротивления трения
Для треугольного расположения труб и расположения труб по концентрическим окружностям
, (2.38)
где
,
,
εT- по формулам п.4 раздела 2.5.
2.7. Коэффициент местного сопротивления
Коэффициент сопротивления при резком изменении сечения канала любой формы при числах Рейнольдса Re>104 определяют по графикам (рис. 2.5).
Здесь f0- площадь поперечного сечения канала “малого” сечения; f1 -то же для канала «большого сечения».
Коэффициенты
сопротивления при резком изменении
сечения канала при
определяются с помощью графиков
или зависимостей
,где
- скорость в расчетном сечении. За
расчетное сечение принимают меньшее
(f0),
за определяющий размер - эквивалентный
(гидравлический) диаметр dЭ.
Рис. 2.5. График для определения ζm при резком изменении поперечного сечения канала
3. Задания на выполнение теплогидравлического расчета та
Выполнить тепловой и гидравлический расчет кожухотрубного ТА, предназначенного для нагревания газообразного азота потоком продуктов сгорания.
Поток
продуктов сгорания с массовым расходом
G1,
давлением на входе p11
и температурой на входе t1'
движется внутри труб. Потери давления
не должны превышать
.
Газообразный
азот с массовым расходом G2,
давлением на входе P2'
и температурой на входе t2'
и температурой на выходе t2"
движется в межтрубном пространстве.
Потери давления не должны превышать
.
Исходные данные для различных вариантов приведены в табл. 3.1.
Таблица 3.1
Исходные данные на выполнение теплового и гидравлического расчета ТА
|
№ вари-анта |
Схема движения теплоно-сителя |
Компоновка труб в пучке |
Продукты сгорания |
Азот |
Трубы | ||||||||
|
G1, кг/с |
t1', 0С |
P1', МПа |
ΔP1, МПа |
G2, кг/с |
t2', 0С |
t2", 0С |
P2', МПа |
ΔP2, МПа |
dв, мм |
dн, мм | |||
|
1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6 1-7 |
П |
треугольная концентрическая треугольная концентрическая треугольная концентрическая треугольная |
2,73 2,63 2,53 2,43 2,33 2,23 2,12 |
691 671 651 591 631 611 591 |
1,72 1,72 1,72 1,72 1,72 1,72 1,72 |
0,028 0,027 0,026 0,025 0,024 0,023 0,022 |
3,05 2,95 2,85 2,75 2,65 2,55 2,45 |
-23 -23 -23 -23 -23 -23 -23 |
74 74 74 74 74 74 74 |
2,35 2,35 2,35 2,35 2,35 2,35 2,35 |
0,145 0,14 0,135 0,13 0,125 0,12 0,115 |
12 12 10 8 10 8 8 |
13 13 11 9 11 9 9 |
|
2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6 2-7 |
Противо-
т |
треугольная концентрическая треугольная концентрическая треугольная концентрическая треугольная |
2,73 2,63 2,53 2,43 2,33 2,23 2,13 |
691 671 651 591 631 611 591 |
1,72 1,72 1,72 1,72 1,72 1,72 1,72 |
0,028 0,027 0,026 0,025 0,024 0,023 0,022 |
3,05 2,95 2,85 2,75 2,65 2,55 2,45 |
-23 -23 -23 -23 -23 -23 -23 |
74 74 74 74 74 74 74 |
2,35 2,35 2,35 2,35 2,35 2,35 2,35 |
0,145 0,14 0,135 0,13 0,125 0,12 0,115 |
12 12 10 8 10 8 8 |
13 13 11 9 11 9 9 |
|
3-1 3-2 3-3 3-4 3-5 3-6 3-7 |
Реверсив-
н |
треугольная концентрическая треугольная концентрическая треугольная концентрическая треугольная |
2,73 2,63 2,53 2,43 2,33 2,23 2,13 |
691 671 651 591 631 611 591 |
1,72 1,72 1,72 1,72 1,72 1,72 1,72 |
0,028 0,027 0,026 0,025 0,024 0,023 0,022 |
3,05 2,95 2,85 2,75 2,65 2,55 2,45 |
-23 -23 -23 -23 -23 -23 -23 |
74 74 74 74 74 74 74 |
2,35 2,35 2,35 2,35 2,35 2,35 2,35 |
0,145 0,14 0,135 0,13 0,125 0,12 0,115 |
12 12 10 8 10 8 8 |
13 13 11 9 11 9 9 |
рямоток
ок
ый
токПримечания:
1) Теплофизические свойства продуктов сгорания и азота принять постоянными и равными:
продукты сгорания: Cp1=1084 Дж/(кг·К); λ1=0,054 Вт/(м·К); μ1=34,7·10-6 H·c/м2; R1=271 Дж/(кг·К);
азот: Cp2= 1079 Дж/(кг·К); λ2=0,025Вт/(м·К); μ2=18,5·10-6 H·c/м2; R2=297 Дж/(кг·К), где R- газовая постоянная.
2) Материал труб - нержавеюшая сталь, λW=14,4 Вт/(м·К).
3) Потери теплоты и загрязнения поверхностей не учитывать.