10. Визначаємо коефіцієнт теплопередачі.

Якщо d₂/d₁  1,7, то можна вести розрахунки для труби, як для плоскої стінки, тобто

,

де ₁, ₂ – коефіцієнти тепловіддачі від гарячого і до холодного теплоносія відповідно, Вт/(м²∙^оС); , _н – коефіцієнти теплопровідності матеріалу стінки і накипу відповідно, Вт/(м∙^оС); _н – товщина накипу, м.

Тобто задача звелася до знаходження коефіцієнтів тепловіддачі.

Задаємося у першому наближенні температурою стінки:

для теплообмінника „рідина – рідина” та „пара – рідина”

;

для теплообмінника „газ – рідина”

.

За температурою стінки визначаємо критерій Прандтля рідини при температурі стінки.

Для всіх типів теплообмінників знаходимо коефіцієнт тепловіддачі від стінки до холодного теплоносія через критерій Нусельта – безрозмірний коефіцієнт тепловіддачі. Визначаємо критерій Рейнольдса

Визначаємо критерій Нусельта за залежністю:

Коефіцієнт тепловіддачі:

Гарячий теплоносій – вода:

Визначаємо критерій Нусельта за залежністю:

Коефіцієнт тепловіддачі:

Гарячий теплоносій – пара:

,

де g – прискорення вільного падіння, r – питома теплота пароутворення, Дж/кг; А та х₀ коефіцієнт та характерний розмір, які залежать від орієнтації теплообмінника: при вертикальній орієнтації А = 1,13, x₀ = l; при горизонтальній – А = 0,72, x₀ = d₂. Фізичні властивості беруться як властивості конденсату (рідини на лінії насичення).

Гарячий теплоносій – повітря:

Для коридорного пучка

,

де m – кількість рядів пучка по потоку.

Для шахового пучка

Якщо кількість труб у непарних і парних рядах однакова

.

Якщо кількість труб в непарних рядах n₁, а в парних n₂:

якщо m – парне ;

якщо m – непарне .

Визначаємо густину теплового потоку

,

а потім знаходимо температури стінки у другому наближенні:

і

і перераховуємо коефіцієнти тепловіддачі.

Знаходимо коефіцієнт теплопередачі.

10. Визначаємо середньо логарифмічний температурний напір:

для прямотечії ;

для протитечії

для перехресної течії

Поправка знаходиться за [1 c. 448].

10. Знаходимо поверхню теплообміну

10. Знаходимо кількість секцій теплообмінного апарату

ГІДРОМЕХАНІЧНИЙ РОЗРАХУНОК

Для більшості промислових теплообмінників повний напір, необхідний при русі рідини або газу складається з опору тертя і втрат на місцеві опори. Таким чином:

,

де _тер і _м – коефіцієнти опору тертя та місцевих опорів відповідно.

Коефіцієнт опору тертя залежить від режиму руху. При турбулентному режимі

.

Значення коефіцієнту місцевих опорів вибирається за додатком 4.

Гідравлічний опір визначає значення потужності, необхідне для переміщення теплоносія крізь теплообмінний апарат.

Потужність на валу насоса або вентилятора

,

де  – коефіцієнт корисної дії (ККД) насоса або вентилятора.

Розрахунок виконується для кожного з теплоносіїв окремо.

Література

1. В.П.Исаченко, В.А.Осипова, А.С.Сукомел. Теплопередача. М., Энергия, 1975.

2. Михеев М. А., Михеева И. М., Основы теплопередачи. - М.: Энергия, 1978.

3. Краснощеков Е. П., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче. - М., Энергия,1975.

Таблиця 1

Вихідні дані для конструктивного розрахунку багатотрубного теплообмінного апарату рекуперативного типу

Номер варіанту	Розташування труб в теплообміннику	Теплоносій І	Температура теплоносія І на вході t1, оС, або тиск, кПа	Номер варіанту	Діаметр труби d2/d1, мм	Матеріал труби	Витрата теплоносія ІІ G2, кг/с	Температура теплоносія ІІ		Товщина накипу, н мм	Коефіцієнт теплопровідності накипу н, Вт/(м∙К)
								на вході t2, оС	на виході t2, оС
0	Довільне	Вода	150	0	33/30	Латунь	5,6	30	90	0,8	1,5
1	Шахове	Повітря	180	1	16/14	Сталь	4,2	20	80	0,7	1,3
2	Довільне	Пара	150	2	22/20	Латунь	5,0	5	50	0,9	1,4
3	Довільне	Вода	130	3	22/20	Сталь	5,8	10	80	1,0	1,6
4	Коридорне	Повітря	150	4	33/30	Сталь	7,1	15	70	1,1	1,5
5	Довільне	Пара	100	5	16/14	Латунь	4,0	15	80	0,6	1,8
6	Довільне	Вода	140	6	22/20	Латунь	5,9	10	90	0,5	1,9
7	Шахове	Повітря	170	7	16/14	Сталь	4,5	10	70	0,8	2,0
8	Довільне	Пара	120	8	22/20	Сталь	5,7	10	90	1,0	1,2
9	Довільне	Вода	120	9	33/30	Латунь	6,8	20	70	1,2	1,4

Теплоносій ІІ для всіх варіантів – вода. Для теплоносія І: для води і повітря береться температура на вході, а для пари – тиск. Вихідні дані на роботу вибирають з табл. 1 за двома останніми цифрами номеру залікової книжки: за передостанньою – перша половина завдання, а за останньою – друга. На першій сторінці курсової роботи слід привести вихідні дані та вказати мету і задачі виконання курсової роботи.

Додаток 1