Расчет кожухотрубчатого теплообменника. Легких Б.М - 10 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ОГУ | Оренбург

Составители: 

Рубрика: 

10
4 Коэффициент теплопередачи
Коэффициент теплопередачи является функцией коэффициентов теплоотдачи
в теплообменных трубах α
1
и α
2
и термического сопротивления теплопроводности
стенки R
T
. Термическое сопротивление теплопроводности определяется по следую-
щей зависимости:
λ
δ
=
T
R
, [(м
2
o
С)/Вт] (24)
где δ – толщина стенки теплообменной трубки, [м];
λ – коэффициент теплопроводности [Вт/м
o
С].
Коэффициент теплоотдачи α от горячего газа к стенке вычисляем по критери-
альному уравнению теплоотдачи при продольном движении теплоносителя в кана-
лах в зависимости от критерия Рейнольдса (характеризующего гидродинамический
режим вынужденного движения теплоносителя)
1111
Re
ν
ω
d
=
(25)
где ω – скорость движения среды, [м/c];
ν – кинематическая вязкость, [м
2
/с];
d – диаметр трубы, [м].
При развитом турбулентном режиме Re>10
4
при числе Прандтля Pr=0,6÷2500
и отношении длины трубы к диаметру l/d>50 теплоотдача может быть определена,
как функция критериев подобия, включая величины, которые характеризуют дан-
ный процесс.
Считается, что для газов отношение Pr/(Pr·ω) = 1, тогда число Нуссельта нахо-
дим из следующего уравнения:
43,08,0
1
PrRe021,0 ⋅=Nu
(26)
Подставляя полученные значения, определим число Нуссельта:
Тогда коэффициент теплоотдачи от горячего газа к стенке определен из соот-
ношения:
1
11
d
Nu
λ
α
=
[Вт/(м
2
o
С)] (27)
Коэффициент теплоотдачи от стенки к холодному газу вычисляем как для
случая теплоотдачи поперечного омывания пучка труб. Принимаем шахматное
расположение труб в пучке, при котором условие теплоотдачи наиболее
благоприятно и обеспечивается лучшая компоновка.
Критерий Нуссельта при шахматном расположении труб в пучке можно опре-
делить по следующей зависимости:
33,060,0
2
PrRe41,0 ⋅=Nu
(28)
При определении числа Рейнольдса Re
2
принимаются соответствующие пара-
метры. Затем определяется коэффициент теплоотдачи для третьего и последующего
рядов, по той же формуле, что и α
1
. 
     4 Коэффициент теплопередачи

       Коэффициент теплопередачи является функцией коэффициентов теплоотдачи
в теплообменных трубах α1 и α2 и термического сопротивления теплопроводности
стенки RT. Термическое сопротивление теплопроводности определяется по следую-
щей зависимости:
                                          δ
                                    RT = , [(м2 oС)/Вт]                         (24)
                                          λ
где δ – толщина стенки теплообменной трубки, [м];
    λ – коэффициент теплопроводности [Вт/м oС].
       Коэффициент теплоотдачи α от горячего газа к стенке вычисляем по критери-
альному уравнению теплоотдачи при продольном движении теплоносителя в кана-
лах в зависимости от критерия Рейнольдса (характеризующего гидродинамический
режим вынужденного движения теплоносителя)
                                    Re1 = ω1d1 ν 1                              (25)
где ω – скорость движения среды, [м/c];
    ν – кинематическая вязкость, [м2/с];
    d – диаметр трубы, [м].
       При развитом турбулентном режиме Re>104 при числе Прандтля Pr=0,6÷2500
и отношении длины трубы к диаметру l/d>50 теплоотдача может быть определена,
как функция критериев подобия, включая величины, которые характеризуют дан-
ный процесс.
       Считается, что для газов отношение Pr/(Pr·ω) = 1, тогда число Нуссельта нахо-
дим из следующего уравнения:
                                    Nu1 = 0,021Re 0,8 ⋅ Pr 0, 43                (26)
       Подставляя полученные значения, определим число Нуссельта:
       Тогда коэффициент теплоотдачи от горячего газа к стенке определен из соот-
ношения:
                                             λ
                                    α1 = Nu1      [Вт/(м2 oС)]                  (27)
                                             d
                                             1
     Коэффициент теплоотдачи от стенки к холодному газу вычисляем как для
случая теплоотдачи поперечного омывания пучка труб. Принимаем шахматное
расположение труб в пучке, при котором условие теплоотдачи наиболее
благоприятно и обеспечивается лучшая компоновка.
     Критерий Нуссельта при шахматном расположении труб в пучке можно опре-
делить по следующей зависимости:
                                   Nu 2 = 0,41 Re 0,60 ⋅ Pr 0,33          (28)
     При определении числа Рейнольдса Re2 принимаются соответствующие пара-
метры. Затем определяется коэффициент теплоотдачи для третьего и последующего
рядов, по той же формуле, что и α1.




                                                                                  10

Страницы