Методические указания к выполнению расчётно-графической работы (для инженерных специальностей кбгу) нальчик 2009 - pismo.netnado.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1страница 2
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Методические указания по выполнению расчётно-графических и контрольных... 1 73.73kb.
Эксплуатационные материалы 2 484.44kb.
Методические указания по выполнению контрольных работ для студентов... 1 98.81kb.
Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов... 6 978.26kb.
П. В. Теория бухгалтерского учета. Часть Методические указания 1 336.2kb.
Методические указания к выполнению контрольной работы для студентов... 1 127.41kb.
Методические указания по выполнению дипломных работ для студен­тов... 2 463.74kb.
Методические указания к написанию контрольной работы для студентов... 1 54.71kb.
Методические указания к выполнению лабораторных работ по теоретической... 6 616.63kb.
Методические указания По выполнению курсовой работы «финансы и кредит» 1 107.2kb.
Методические указания по выполнению курсовой работы для студентов... 1 229.43kb.
Литература : Ж. Радио, Журнал электронные компоненты. Справочники... 1 34.04kb.
Урок литературы «Война глазами детей» 1 78.68kb.
Методические указания к выполнению расчётно-графической работы (для инженерных специальностей - страница №1/2

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

КАБАРДИНО-БАЛКАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ им. Х.М. БЕРБЕКОВА



Tеплотехника

ТЕПЛООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ

Методические указания к выполнению

расчётно-графической работы

(для инженерных специальностей КБГУ)

НАЛЬЧИК – 2009

УДК 662.6/9 (075)

ББК 31.3 Я 73
Рецензент:

кандидат технических наук, доцент,

заведующий кафедрой «Энергообеспечение предприятий»,

Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной академии,



А.Т. Фиапшев.
Составитель: Жабелов А.Ж.
Теплотехника: Методические указания к выполнению расчётно-графической работы «Теплообменные аппараты». – Нальчик. Каб-Балк. ун-т, 2008г.- 31 с.
Издание содержит теоретические сведения, варианты заданий и указания к выполнению расчётно-графической работы «Теплообменные аппараты».
Предназначено для студентов инженерных специальностей КБГУ.
Рекомендовано РИС университета.
УДК 662.6/9 (075)

ББК 31.3 Я 73


© Кабардино-Балкарский

Государственный университет, 2009




1.Общие сведения

В различных отраслях производства возникают технологические задачи тепловой обработки различных предметов, веществ, продуктов, объектов и т.п. В зависимости от характера и цели технологического процесса тепловое воздействие должно обеспечить: поддержание температуры на заданном уровне; нагревание холодного или охлаждение горячего продукта; сгущение жидкого раствора; растворение твердых веществ; кристаллизация растворенного вещества; конденсацию паров; испарение влаги из высушиваемых продуктов; замораживание пищевых продуктов и т.д.

Эти процессы осуществляются в отдельных теплообменных устройствах либо непосредственно в аппаратуре технологического назначения.

Так, нагревание раствора перед выпариванием производится в отдельном теплообменнике – подогревателе, а выпаривание – в выпарном аппарате, где происходит теплообмен при кипении раствора и основная технологическая операция – сгущение раствора.

Под теплообменными устройствами подразумевают любые установки, предназначенные для тепловой обработки продуктов, включающие вспомогательное оборудование – насосы, конденсатоотводчики и прочие.

Теплообменником – называют аппарат, в котором происходит теплообмен между рабочими средами, независимо от его технологического назначения.

К теплообменным устройствам относятся выпарные, ректификационные, сушильные и другие установки. Теплообменниками являются выпарные аппараты, конденсаторы, подогреватели, пастеризаторы, разварники и многие другие аппараты технологического и энергетического назначения.

Классификация теплообменников возможна по различным признакам: по основному назначению; по способу передачи тепла; виду теплообмена; свойствам рабочих сред и тепловому режиму.

По основному назначению различают собственно теплообменники и реакторы. В теплообменниках передача тепла является основным процессом. В реакторах тепловой процесс является вспомогательным, при помощи которого совершаются основные физико-химические процессы.

По способу передачи тепла различают теплообменники смешения (или смесительные) и поверхностные. В первых- теплообмен между рабочими средами происходит при их непосредственном смешивании, причем, чем интенсивнее смешивание, тем интенсивнее теплообмен. Во вторых теплообменниках (поверхностных) - теплообмен происходит между средами и поверхностями. Они, в свою очередь, подразделяются: на рекуперативные и регенеративные. В рекуператорах тепло передается от одной среды к другой через разделяющую их непроницаемую для сред стенку. В регенераторах тепло передается от одной среды к другой при попеременном омывании различно нагретыми средами одной и той же поверхности теплоёмкого тела.

В зависимости от назначения теплообменника и вида теплообмена различают подогреватели, испарители, холодильники и конденсаторы.

В зависимости от вида рабочих сред различают теплообменники:

а) газовые (или газо-газовые) – при теплообмене между газовыми средами (воздухоподогреватели в котельных установках, где воздух, подаваемый в топку, подогревается за счет уходящих горячих дымовых газов);

б) парогазовые – между паром и газом (пароперегреватели в котельных установках, парогазовые воздухоподогреватели и прочие);

в) газо-жидкостные – между газом и жидкостью (экономайзеры в котельных установках);

г) парожидкостные – теплообмен между паром и жидкостью (пароводяные водоподогреватели);

д) жидкостные (или жидкостно-жидкостные) – при теплообмене между жидкостями (водоводяные подогреватели, охладители);

е) твердо-, газо-, паро-жидкостные – теплообмен между твердыми телами и различными средами.

По тепловому режиму различают теплообменники с установившимся (стационарным) процессом и неустановившимся (нестационарным) процессом.

Теплообменники со стационарным процессом (непрерывного действия) отличаются непрерывным потоком рабочих сред и неизменным во времени тепловым режимом (постоянством начальных и конечных температур, неизмененным расходом рабочих тел, постоянством условий теплообмена в данном сечении аппарата и другие). В теплообменниках с нестационарным процессом (периодического действия) тепловой обработке подвергается определенная порция (загрузка) продукта, изменяется в соответствии с технологическим режимом температурный режим процесса, физические свойства сред и т.д.

Различные вещества, участвующие в технологических процессах, называют рабочими средами. Нагретые вещества, сообщающие (отдающие) тепло продукту, называются теплоносителями, а холодные вещества, охлаждающие продукты, называют хладагентами (хладоносителями).

В зависимости от задач тепловой обработки и характера продукта могут применяться различные теплоносители и хладагенты – газообразные, жидкие и твердые тела (дымовые газы, воздух, водяной пар, вода, масло, растворы солей, различные жидкости и их смеси, пары органических жидкостей, расплавленные соли и другие).

На химических и пищевых производствах преимущественно применяются водяной пар, воздух, дымовые газы, вода, а в качестве хладагентов – рассолы, аммиак, углекислота, фреоны, вода и воздух.

Наиболее широко применяется нагревание насыщенным или слегка перегретым паром. Нагревание производится:

а) «открытым» паром при барботировании его в жидкость или при впуске пара в рабочий объем реактора и непосредственном контакте его с продуктом (например, в автоклавах – запарниках); при этом конденсат смешивается с продуктом, что не всегда допустимо;

б) «глухим» паром, наполняющим паровую камеру теплообменника, где пар конденсируется на поверхности нагрева, отдавая ей теплоту конденсации (парообразования); конденсат не соприкасается с продуктом и удаляется из теплообменника при помощи водоотводчиков.

Водяной пар, как теплоноситель, обладает множеством преимуществ: пар удобно транспортировать по трубам к потребителю; температура его легко регулируется при измерении давления; единица массы пара переносит большое количество тепла; интенсивность теплоотдачи при конденсации пара самая высокая. Применение пара очень выгодно при использовании принципа многократного испарения, когда выпариваемая из продукта вода (в виде пара) направляется в виде греющего пара в другие выпарные установки и подогреватели.

Обогрев горячей водой и жидкостями также имеют широкое применение. Жидкостный обогрев также отличается рядом достоинств: удобное регулирование температуры процесса; достаточно высокая интенсивность теплообмена с поверхностью нагрева; удобство перемещения жидкостей по трубам сравнительно небольшого сечения и др. Недостатком парового и водяного обогрева является значительный рост давления с повышением температуры теплоносителя, что вызывает утяжеление аппаратуры вследствие увеличения ее механической прочности. Так, при значениях температур 100; 150; 200; 250; 300, °C, значения абсолютного давления составляет 1; 5; 15; 35; 100 атм. Поэтому при паровом и водяном обогреве наивысшие температуры могут быть 150 – 160 °C, что соответствует давлению 5 – 7 атм.

Масляный обогрев может обеспечить при атмосферном давлении температуру до 200 – 250, °C, но использоваться он может в специфических тепловых устройствах (в паромасляных лотках в консервной промышленности, в вальцовых сушилках и т.п.).

Обогрев горячими газами с температурой 300 – 1000, °C находит применение в ряде теплообменных устройств (в печах, сушилках), если это не связано с сооружением специальных топок и длинных газопроводов большого сечения. Газовый обогрев отличается трудностью регулирования температуры продуктов, низкой интенсивностью теплообмена, загрязнением продуктов или поверхности теплообмена.

Воздух, предварительно подогретый или охлажденный, очищенный от загрязнений, осушенный или увлажненный, находит широкое применение для нагревания продуктов (например, при сушке) и их охлаждении.

Для охлаждения применяется холодная вода, рассолы, фреоны, аммиак и другие.

Тепловые процессы осуществляются в теплообменниках, отличающихся конструктивным оформлением поверхности нагрева и проточной части для рабочих сред. Однако, несмотря на разнообразие теплообменников, общим процессом для них является передача тепла от горячей среды холодной, описываемая общими физическими уравнениями. Поэтому, основные положения теплового расчета справедливы для всех теплообменников.

2.Основные типы рекуперативных теплообменных аппаратов и теплообмен в них

Рекуперативные теплообменные аппараты (рекуператоры) относятся к поверхностным теплообменникам, в которых тепло передаётся от одного теплносителя к другому через твёрдую непроницаемую для сред стенку, разделяющую их. По своим конструктивным особенностям они подразделяются на рубашечные, кожуховые, погружные, элементные, оросительные, ребристые, пластинчатые, спиральные и т.п. Краткие характеристики некоторых из них приводятся ниже.



Рубашечные.

Эти аппараты имеют цилиндрические, сферические или плоские двойные стенки – водяные или паровые рубашки, через которые происходит теплообмен.





Рис.1. Схема рубашечного теплообменного аппарата
Со стороны нагреваемого или охлаждаемого продукта – свободная конвекция или принудительное перемешивание мешалкой; со стороны рабочей среды, находящейся в рубашке, - конденсация пара на внутренней поверхности рубашки или конвективный теплообмен при движении рабочей жидкости в рубашке.

Рубашечные аппараты характеризуются низкими коэффициентами теплопередачи со стороны жидкого теплоносителя и высокими со стороны конденсирующегося пара




Кожуховые многотрубные теплообменники.

Многотрубный теплообменник – трубчатка представляет собой пучок трубок, помещённых в цилиндрической камере (кожухе); таким образом, внутренность камеры является межтрубным пространством.





Рис. 2. Схема кожухотрубного теплообменного аппарата.

В трубном пространстве (в трубах) – теплоотдача при вынужденном движении жидкости; в межтрубном пространстве, при паровом обогреве, – конденсация на вертикальных или горизонтальных поверхностях наружных поверхностях труб. Трубки могут быть сгруппированы в отдельные пучки, разделенные перегородками, образующими несколько ходов, через которые последовательно проходит один из теплоносителей. Такие кожухотрубные теплообменники называются многоходовыми. Они наиболее часто применяемы.



Погружные трубчатые теплообменники.

Погружной трубчатый теплообменник обычно имеет вид змеевика, погружённого в сосуд с жидкостью.




Рис. 3. Схема погружного теплообменного аппарата.
Горячая жидкость или конденсирующийся пар подаётся в змеевик сверху и, охлаждаясь (конденсируясь) опускается по виткам вниз.

Внутри труб, при паровом обогреве, – конденсация; при жидкой среде – конвективный теплообмен при вынужденном течении среды в трубе. Снаружи труб – конвективный теплообмен при свободной конвекции или при перемешивании среды.

Коэффициент теплопередачи невелик, так как жидкость снаружи змеевика движется с небольшой скоростью или вовсе не движется.

Элементные теплообменники.

При небольших расходах рабочих жидкостей число трубок в ходу может быть уменьшено до одной. В этом случае каждый ход целесообразно выделить в самостоятельный элемент.




Рис. 4. Схема элементного теплообменного аппарата типа «труба в трубе»
Однотрубные «элементные» теплообменники составляют из отдельных элементов типа «труба в трубе»; каждый элемент состоит из двух труб, вставленных одна в другую. Элементы соединяют в батарею последовательно, параллельно или комбинировано. Ввиду того, что скорости рабочих тел могут достигать значительных величин, их называют «скоростными». Коэффициенты теплопередачи достаточно высоки. Они просты в изготовлении, позволяют работать при высоких давлениях, но металлоёмки, громоздки и тяжелы. Используются в холодильной технике.

Оросительные теплообменники.

Такой теплообменник представляет собой трубу с прямоугольными витками, расположенными в вертикальной или горизонтальной плоскостях.




Рис. 5. Схема оросительного теплообменного аппарата.
Снаружи труба омывается жидкостью, которая вытекает из регулируемой щели на верхний виток трубы и стекает на нижние витки. Жидкость, омывающая трубки, нагревается или охлаждается в зависимости от температуры среды, протекающей внутри трубы.

Внутри труб происходит конвективный теплообмен нагреваемой или охлаждаемой жидкости, или конденсация пара. Снаружи труб – теплоотдача при орошении труб, возможно, испарением жидкости.


Теплообменники с плоскими поверхностями нагрева.

К этим теплообменникам относятся различные ребристые, пластинчатые и другие теплообменники.




Рис. 6. Схемы теплообменных аппаратов с плоскими поверхностями.
Оребрение поверхности производят с той стороны, где коэффициенты теплоотдачи меньше, и оно обеспечивает большую поверхность контакта.

Ребристый теплообменник, который называют калорифером, представляет собой две коробки, плоскости которых соединены рядом трубок, имеющих наружную ребристую поверхность. Через входной патрубок поступает вода или пар, которые заполняют коробки и трубки; через другой патрубок выходит вода или конденсат; между рёбрами трубок проходит воздух или газ, поток которых ограничен с боковых сторон калорифера плоскими листами.

В молочной промышленности получили распространение пластинчатые жидкостные теплообменники; их собирают из пакетов стальных штампованных пластин, имеющих последовательно соединённые каналы.

Обогреваемая жидкость входит через отверстие в диагонально противоположном углу; с другой стороны пластины вторая рабочая среда движется аналогично – противотоком.

Более широкий перечень теплообменных аппаратов приведён в Приложении 2.

3. Расчёт теплообменных аппаратов.

Различают два вида расчёта теплообменных аппаратов – проектный и поверочный.


Проектный тепловой расчёт производится для того, чтобы определить:

а) тепловую нагрузку и расход рабочих сред;

б) среднюю разность температур и средние температуры теплоносителей (рабочих сред), а также, при необходимости, начальные и конечные значения температур теплоносителей;

в) коэффициент теплопередачи теплообменного аппарата;

г) поверхность теплообмена теплообменника.

Поверочный тепловой расчёт производится для существующего теплообменного аппарата с целью определения его коэффициента теплопередачи, конечных значений температур теплоносителей и определений расходов тепла и теплоносителей.


Тепловой баланс теплообменного аппарата и температурные напоры.

По закону сохранения энергии тепловой поток, передаваемый в теплообменном аппарате от греющей среды к нагреваемой среде равен:



Q=Gг сг (tг' - tг'' ) = Gх сх (tх''- tх' ),

где Gг и G х - расходы горячей и холодной среды;



сг и сх - удельные теплоемкости горячей и холодной среды;

tг', tг'', tх' и tх''– начальные и конечные значения температур сред.

Тот же тепловой поток, передаваемый теплопередачей, от одной среды к другой через стенку их разделяющую определяется по формуле:



Q = kF∆tср ,

где k - коэффициент теплопередачи аппарата;



F – площадь поверхности теплообмена;

tср - средний температурный напор, определяемый по формуле:



,

где tб - наибольший, а tм- наименьший температурные напоры, определяемые в зависимости от схемы движения теплоносителей по формулам:

1) при прямотоке (рис.7а и 8а ):

tб = tг' tх' ; ∆tм = tг''- tх'';

2) при противотоке (рис.7б и 8б) tб и ∆tм определяются по конкретным значениям температур теплоносителей на противоположных концах теплообменника;

3) при перекрестном и смешанном токах (рис.7.в) tб и ∆tм определяются как для противотока с поправочным коэффициентом ε;




Рис.7. Схемы движения теплоносителей.

Рис.8. Графики изменения температуры теплоносителей при: а) прямотоке и б) противотоке.


4) если одним из теплоносителей является конденсирующий пар, а другой – жидкость (рис.9):

tб= tк – tх'; ∆tм= tк - tх'';




Рис.9. Графики изменения температур при конденсации пара.
5) если теплоотдающей (охлаждаемой) средой является горячая жидкость, а тепловоспринимающей – испаряющаяся жидкость (рис. 10):

tб= t′г - tкип; ∆tм= t″г - tкип


Рис.10. Графики изменения температур при кипении одного из теплоносителей.


6) если теплообмен происходит между конденсирующимся паром при высоком давлении (теплоотдающей средой) и кипящей жидкостью при низком давлении (тепловоспринимающей средой) (рис 11):
tб =tм = ∆tср = .

Рис.11. Графики температур при конденсации одного и кипении другого теплоносителя.


Определение тепловых потоков.

Если заданными являются расход одного из теплоносителей, его начальная и конечная температуры, и известны его теплофизические характеристики, то можно определить тепловую производительность аппарата:



Q1=G1 с1(t′1-t″1),

где G1– расход одного из теплоносителей , кг/С;



с1 – массовая теплоемкость теплоносителя, кДж/(кг К);

t1 и t1) - начальная и конечная температуры теплоносителя ,°C .

При этом может быть поставлена задача выбора способа подвода или отвода теплоты, вида второго теплоносителя, определения его расхода и значений температур, которые связаны между собой соотношением:



Q2=G2с2( t2″-t2′),

где входящие в это выражение величины суть то же самое, что и в предыдущем выражении, но для второго теплоносителя.

Так как два теплоносителя взаимодействуют в одном теплообменном аппарате, то должно соблюдаться равенство:

G1 с1(t′1-t″1) = G2с2( t2″-t2′) ± Qпот ,
где Qпот – теплопотери или теплопритоки в результате теплообмена поверхности аппарата с внешней средой.

При отсутствии внешних теплопотерь и теплопритоков, уравнение запишется как равенства Q1 = Q2, или:



G1 с1(t1-t1) = G2с2( t2″-t2′),

т.е. тепло, теряемое или принимаемое первым теплоносителем, равно теплу, принимаемому или отдаваемому вторым теплоносителем.

В случае испарения (кипения) или конденсации одного или обоих теплоносителей теплота, отдаваемая одним и воспринимаемая другим теплоносителем, может быть определена по формулам:

Qкон = Gкон r кон или Qкип =Gкип rкип ,

где r кон и rкип теплоты конденсации и кипения первого и второго теплоносителей соответственно.

Кроме того, тепло, передаваемое в теплообменном аппарате, может быть рассчитано по приведённой выше формуле:

Q = k ∆tср F.
Определение коэффициентов теплопередачи.

Коэффициент теплопередачи k теплообменного аппарата определяется в зависимости от вида теплового расчета. Различают два вида теплового расчёта – проектный и поверочный. При проектном расчёте необходимо спроектировать теплообменный аппарат для заданного процесса – нагрева, охлаждения, испарения или конденсации.

При этом, в зависимости от обстоятельств могут быть заданы или определяемы: вид другого теплоносителя, начальные и конечные температуры теплоносителей, коэффициенты теплоотдачи, теплопроводности и теплопередачи на отдельных участках теплообмена и аппарата в целом.

Обычно при проектном расчете коэффициент теплопередачи является одной из определяемых величин.

Теоретически коэффициент теплопередачи на участке теплообмена определяется в зависимости от вида разделяющей стенки.

Для однослойной и многослойной плоской стенки соответственно:



и , Вт/(м2К),

где и - коэффициенты теплоотдачи, первого и второго теплоносителей, определяемые в зависимости от вида теплообмена на внешней и внутренней поверхностях разделяющей стенки по соответствующим расчетным формулам;



и - толщина стенки разделяющей теплоносители и коэффициент теплопроводности материала стенки, м и Вт/(мК);

, - толщины и коэффициенты теплопроводности отдельных слоёв стенки или загрязнений (отложений) со стороны теплоносителей.

При проектном расчете определяемой величиной является также поверхность теплообмена F, которая определяется по формуле:



, м2.

Определив общую поверхность теплообмена, необходимо конструктивно скомпоновать теплообменник соответствующего стандартизованного вида с минимальным внешним объёмом, или подобрать один из типов теплообменников нормализованного ряда с известными геометрическими размерами, для которого следует провести поверочные расчёты.

Задачей поверочных расчетов является определений скоростей теплоносителей и коэффициента теплопередачи k, а затем и действительных значений конечных температур теплоносителей.

Практически, коэффициент теплопередачи реально существующего теплообменного аппарата, бывшего в эксплуатации и не имеющего паспортных данных, определяются из эксперимента по формуле:



, Вт/(м2К).

4.Задания и методические указания к выполнению работ.

4.1. Тепловой расчёт радиатора автотракторных двигателей.

4.1.1. Задание. Произвести тепловой расчёт трубчато – пластинчатого радиатора с плоскоовальными трубками, схема которого приведена на рис.12.


Рис. 12.Схема трубчато-пластинчатого автотракторного радиатора
Исходные данные для расчета выбрать из табл.1

Таблица 1. Исходные данные к заданию 1.




Заданные

величины


Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Nе,кВт

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

gе,

313

306

313

367

340

265

285

288

291

320

nж

0.2

0.22

0.29

0.28

0.26

0.18

0.19

0.2

0.21

0.19

wж,

0.7

0.72

0.6

0.63

0.65

0.58

0.59

0.62

0.71

0.73

wв,

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

Заданные величины

Предпоследняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

, ºC

82

91

89

88

87

86

85

84

83

82

Δtж, ºC

11

22

19

16

18

15

17

16

15

13

, ºC

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

Δtв, ºC

30

28

28

27

26

25

24

23

22

21

h, мм

2.7

2.9

3.0

3.5

3.7

4.0

4.2

4.4

4.6

4.8

в, мм

4.6

4.8

3.8

4.2

4.5

5.0

4.6

5.7

5.1

5.3

с, мм

4.8

5.8

5.0

4.9

5.0

4.4

4.2

5.2

4.8

4.6

а, мм

15

17

15

16

17

18

19

20

21

22

φ

3.1

4.2

5.4

5.0

3.0

3.8

4.5

5.1

3.5

4.0


4.1.2. Методика расчёта.

  1. Определение количества теплоты, отводимой от нагретых частей двигателя:

,Вт,

где Ne – номинальная мощность двигателя, кВт, (табл.1);



ge – минимальный удельный расход топлива, г/(кВт· ч), (табл.1);

- низшая теплота сгорания топлива, задаваемая:

- для бензина (вариант с нечётным окончанием шифра);

- для дизельного топлива (вариант с чётным окончанием шифра);

nж – доля теплоты, отводимая в систему охлаждения от общего количества теплоты, введенной в двигатель с топливом, (табл.1).

2. Определение количества жидкости проходящей через радиатор:



, кг/с,

где - теплоёмкость воды;



- температура воды на входе и выходе из радиатора, ºC, (табл.1).

  1. Количество воздуха, проходящего через радиатор:

, кг/с,

где - средняя массовая теплоемкость воздуха;



- температуры воздуха на входе и выходе из радиатора, ºC, (табл.1).

  1. Определение коэффициента теплоотдачи от воды к внутренним стенкам труб радиатора:

Вт/(м2К),

где Nuж – критерий Нуссельта, вычисляемый по критериальной зависимости

для турбулентного режима движения жидкости в каналах теплообменника:

.

В этом выражении критерий Рейнольдса определяется по формуле:



,

где - скорость движения воды в трубках радиатора, м/с;



- коэффициент кинематической вязкости воды, м2;

- эквивалентный диаметр канала теплообменника, по которому движется вода, м;

F = а · в - площадь поперечного сечения канала, м2;

П =2( а+в) - периметр канала, м;

а · в - размеры поперечного сечения трубки радиатора, м, (табл.1).

Физические параметры воды выбираются из табл.2 Приложения 1 физических свойств воды на линии насыщения по средней температуре воды .

5.Нахождение коэффициента теплоотдачи от стенок радиатора к окружающему воздуху:

Вт/(м2К),

где с, h – продольное (по ходу воздуха) расстояние между трубками

и расстояние между пластинами, (табл.1);

- физические свойства воздуха, выбираемые из табл.1 Приложения 1, по средней температуре воздуха .


  1. Вычисление коэффициента теплопередачи для ребристой стенки:

Вт/(м2К),

где - коэффициент оребрения, определяемый из табл.1, а Fж и FB – площади оребрённых поверхностей со стороны воды и воздуха, м2;



- термическое сопротивление стенки радиатора, приближенно можно принять равным нулю.

7.Определение необходимой площади оребрённой поверхности радиатора со стороны воздуха:



,

где tср - средний температурный напор в теплообменном аппарате, определяемый по формуле:



оС,

где - наибольший и наименьший температурные напоры между водой и воздухом, определяемые по противоточной схеме движения теплоносителей,оС.


следующая страница >>