Расчет теплообменника. Мозжухин А.Б - 12 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Примем в первом приближении минимальное значение коэффициента теплопередачи:
K
ор
= 230 Вт/(м
2
⋅ К) [1, табл. 4.8].
Ориентировочно определяем максимальную величину поверхности теплообмена:
387
5,96230
0005918
срор
ор
=
⋅
=
∆
=
tK
Q
F м
2
.
Рассмотрим одноходовой одиночный конденсатор с трубами 25 × 2 мм.
Пары органической жидкости (1) направляем в межтрубное пространство, а воду (2) – в трубное.
1. Расчет коэффициента теплоотдачи для трубного пространства.
Для обеспечения турбулентного течения воды в трубном пространстве (Re > 10 000) необходима скорость:
463,0
998021,0
1097,000010
Re
3
2вн
22
2
=
⋅
⋅⋅
=
ρ
µ
=
′
−
d
w
м/с,
где ρ
2
и µ
2
– плотность и вязкость воды при температуре
2
t = 21,5 °С.
Число труб, обеспечивающих расход воды при Re = 10 000:
475
463,0021,0785,0
0761,0
785,0
2
2
2
вн
2
=
⋅⋅
=
′
=
wd
V
n .
По [1, табл. 4.12] по F
ор
и n условно выбираем одноходовой кожухотрубчатый теплообменник с внутрен-
ним диаметром кожуха D
вн
= 800 мм, площадью поверхности теплообмена от 73 до 329 м
2
и общим числом
труб n = 465 – ближайшее значение. Попытаемся посчитать этот вариант. Выбираем горизонтальное располо-
жение труб.
Для трубного пространства (вода (2)) критерий Рейнольдса для воды при пересчете на другое количество труб
Re
2
= 10 000 ⋅ (475 / 465) = 10215 (Re
2
> 10 000, режим турбулентный).
Формула для критерия Нуссельта (трубное пространство, турбулентный режим):
25,0
2ст
2
430
2
80
22
Pr
Pr
PrRe0210Nu
ε=
,,
l
,
,
ε
l
принимаем равным 1.
В этой формуле
85,6
593,0
1097,04190
Pr
3
2
22
2
=
⋅⋅
=
λ
µ
=
−
c
.
(теплофизические константы определены ранее при
2
t = 21,5 °С).
Принимаем в первом приближении температуры стенок со стороны горячего и холодного теплоносителей
одинаковыми:
8,692/5,965,212/5,96118
22
ср
2
ср
1ст2ст1
=+=−=
∆
+=
∆
−==
t
t
t
ttt °С.
Найдем теплофизические константы для воды при температуре t
ст2
= 69,8 °С:
c
cт2
= 4190 Дж/(кг ⋅ К) (для воды практически не меняется от 0 до 90 °С);
µ
cт2
= 0,413 ⋅ 10
–3
Па ⋅ с [1, табл. IX];
λ
cт2
= 0,575 ⋅ 1,163 = 0,669 Вт/(м ⋅ K) [1, рис. X].
Вычисляем Pr
ст2
:
59,2
669,0
10413,04190
Pr
3
2ст
2ст2ст
2ст
=
⋅⋅
=
λ
µ
=
−
c
.
Найдем отношение:
==
59,2
85,6
rP
rP
2ст
2
2,645.
Критерий Нуссельта для воды

Страницы