Методические указания к выполнению курсового проекта по оборудованию биотехнологических производств. Онхонова Л.О - 7 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

φ=0,4…0,6); α
1
и α
2
-коэффициенты теплоотдачи для горячего и
холодного теплоносителя, Вт/(м
2
К); δ и δ
1
-толщины стенки и слоя
осадка, м; λ и λ
1
-коэффициенты теплопроводности материала стенки и
слоя осадка, Вт/(м.К).
Второе уравнение можно с достаточной точностью использовать
для расчета коэффициента теплопередачи К через цилиндрическую
стенку, если:
d
в
=0,5d
н
, (3.9)
где d
в
и d
н
-диаметры внутренний и наружный, м.
Площадь поверхности теплообмена в этом случае определяют по
среднему диаметру d
ср
=0,5 (d
в
+d
н
).
Коэффициенты теплоотдачи α
1
и α
2
рассчитывают в основном по
числу Нуссельта:
α=Nuλ/ℓ, (3.10)
где λ-коэффициент теплопроводности того теплоносителя, для
которого определяют α, Вт/(мК) (определяют из расчета либо находят
экспериментально); ℓ-определяющий геометрический размер, м. Для
плоского потока жидкостей между пластинами ℓ можно вычислить, как
эквивалентный диаметр канала:
ℓ=4F/П=4bh/2b=2h, (3.11)
где F–площадь поперечного сечения потока, м
2
; П-смоченный
периметр, м; b и h –ширина и глубина потока (расстояние между
пластинами).
Гидравлический расчет сводится к определению потерь напора
продукта в канале, гидравлических сопротивлений, скорости и режима
движения.
Критерий Нуссельта рассчитывают по критериальным
уравнениям типа:
Nu=ARe
m
Pr
n
(Pr
ж
/ Pr
ст
)
s
. (3.12)
A, m, n, s принимаются в зависимости от конкретных условий
теплообмена и постоянны для каждого типа теплообменников.
Критерий Рейнольдса:
Re=νℓ/υ, (3.13)
где ν-скорость движения теплоносителя, м/с; ℓ-определяющий
размер; υ-коэффициент кинематической вязкости, м
2
/с.
Критерий Прандтля:
Pr=ν/а=сµ/λ, (3.14)
где а-коэффициент температуропроводности, м
2
/с; µ-
коэффициент динамической вязкости, Пас.
Отношение Pr
ж
/Pr
ст
учитывает направление потока и влияние
температурного напора. В приблизительных расчетах величину этого
отношения можно принимать: при нагревании жидкости –1,05, при
охлаждении-0,95.
В теплообменниках при вынужденной конвекции и значительном
турбулентном движении в трубах или каналах (Rе>10000)
(кожухотрубные, пластинчатые, спиральные теплообменники)
сравнительно точный результат дает следующее уравнение:
Nu=0,021 Rе
0,8
Pr
0,43
(Pr
ж
/Pr
ст
)
0,25
При 0,6<Pr<100 это уравнение несколько упрощается:
Nu=0,023 Re
0,8
Pr
0,4
.
Для многих практических расчетов поверхности теплопередачи
коэффициенты теплопередачи можно принимать: для секции водяного
охлаждения К=1160…2090 В/(м
2
К); рассольного охлаждения
К=930…1740, регенерационной К=1160…1740, пастеризационной
К=1630…2330 (Вт/м
2
К).
Средняя разность температур ∆t
ср
(К) при прямотоке или
противотоке и при постоянной температуре одного из теплоносителей
определяют как среднелогарифмическую разность:
м
ь
мь
м
b
мb
ср
∆t
∆t
2,3lg
∆t∆t
∆t
∆t
Ιп
∆t∆t
∆t
−
=
−
=
(3.17)
где ∆t
b
и ∆t
м
-разность температур между горячим и холодным
теплоносителями на концах теплообменника, К.
Если ∆t
b
/∆t
м
<2, то с малой погрешностью
среднелогарифмическую разность можно заменить
среднеарифметической:
∆t
ср
=(∆t
b
+∆t
м
)/2.
В теплообменниках с перекрестным или смешанным потоком
теплоносителей среднелогарифмическую разность температур
определяют для противотока по формуле:
∆t
ср
=ε∆t
ср.прот
,
где ε–поправочный коэффициент. 
φ=0,4…0,6); α1 и α2-коэффициенты теплоотдачи для горячего и                    где   а-коэффициент       температуропроводности,       м2/с;  µ-
холодного теплоносителя, Вт/(м2К); δ и δ1-толщины стенки и слоя       коэффициент динамической вязкости, Пас.
осадка, м; λ и λ1-коэффициенты теплопроводности материала стенки и             Отношение Prж/Prст учитывает направление потока и влияние
слоя осадка, Вт/(м.К).                                                температурного напора. В приблизительных расчетах величину этого
        Второе уравнение можно с достаточной точностью использовать   отношения можно принимать: при нагревании жидкости –1,05, при
для расчета коэффициента теплопередачи К через цилиндрическую         охлаждении-0,95.
стенку, если:                                                                  В теплообменниках при вынужденной конвекции и значительном
        dв=0,5dн,                                                     турбулентном
                                                                        (3.9)           движении в трубах или каналах (Rе>10000)
        где dв и dн-диаметры внутренний и наружный, м.                (кожухотрубные,       пластинчатые,         спиральные     теплообменники)
        Площадь поверхности теплообмена в этом случае определяют по   сравнительно точный результат дает следующее уравнение:
среднему диаметру dср=0,5 (dв+dн).                                             Nu=0,021 Rе0,8Pr0,43 (Prж/Prст)0,25
        Коэффициенты теплоотдачи α1 и α2 рассчитывают в основном по            При 0,6

Страницы