Материал: Теплообменное оборудование предприятий

вующим номограммам [5] и подставляется в качестве сомножителя в выражение (1.9). Противоточная схема является наиболее эффективной, так как при этом имеет наибольшее значение, а тем-

пература нагреваемой среды на выходе может превышать выходную температуру греющей среды.

Поверочный тепловой расчёт выполняется в том случае, когда конструкция аппарата и величина поверхности его нагрева известны. Целью расчёта является определение тепловой нагрузки, способной передать теплообменным аппаратом, и расчёт конечных температур рабочих сред при известных начальных параметрах теплоносителей. Особенности такого расчёта в зависимости от типа теплообменного аппарата и физических свойств теплоносителей рассматриваются в последующих разделах.

Конструктивный расчёт выполняется после прямого теплового расчёта и заключается в оформлении расчётной величины поверхности нагрева в конкретную конструкцию с определением основных габаритных размеров теплообменного аппарата, его отдельных узлов и элементов. Методика выполнения расчёта весьма разнообразна и зависит от типа аппарата и его назначения. Общим является определение проходного сечения для обеспечения принятой скорости те-

размещение труб в пучке и способы их крепления в трубных досках, представленные соответственно на рис.1.7 и 1.8.

17

Рис. 1.7. Способы размещения труб:

а – по вершинам равностороннего треугольника (ромба); б – по углам квадрата; в – по концентрическим окружностям

Рис. 1.8. Способы крепления труб в трубных досках:

а– развальцовкой; б –развальцовкой с отбортовкой;

в–сваркой; г –сальником

Примеры конструктивных расчётов конкретных типов теплообменных аппаратов рассматриваются в последующих разделах.

Гидравлический расчёт производится с целью определения потерь напора при движении теплоносителей и затрат мощности на преодоление сопротивления. Общие потери напора Po складываются из

потерь на трение Pтр и местные сопротивления Pм . Потери на-

пора на трение при продольном течении рассчитываются по .формуле Дарси

среды, кг/м3 и её скорость, м/с.

Коэффициент сопротивления трению определяется в зависимости от режима течения среды и степени шероховатости поверхности канала. График зависимости представлен на рис. 1.9.

18

Рис. 1.9. Зависимость коэффициента сопротивления трению от числа Рейнольдса:

1 – область закона Пуазейля (ламинарный режим); 2 – область закона Блазиуса; 3 – область закона Никурадзе; 4 – область квадратичного закона для шероховатых поверхностей; К-К – нижняя граница квадратичного закона

Расчётные формулы для определения коэффициента сопротивления трению приведены в табл. 1.5.

Таблица 1.5 Формулы для расчёта коэффициента сопротивления трению

Примечания: A* – коэффициент, учитывающий форму канала и численно равный: для круглых труб – 64, для треугольника – 53, для квадрата – 57, для

прямоугольника – 71, для кольцевой щели – 96; r** – радиус трубы, *** – высота выступа шероховатости.

19

Потери напора на местные сопротивления рассчитываются по формуле

Ориентировочные значения коэффициентов местных сопротивлений для характерных элементов теплообменных аппаратов приведены в табл. 1.6 [3].

Таблица 1.6 Коэффициенты местных сопротивлений для отдельных элементов

теплообменных аппаратов

Потери напора при поперечном обтекании трубных пучков и пластинчатых поверхностей нагрева рассчитываются по соответствующим критериальным зависимостям [1-9].

Затраты мощности на преодоление сопротивления определяются из выражения

20