Цыганков А.С. - Расчеты теплообменных аппаратов (1956) (1062129), страница 11
Текст из файла (страница 11)
".00 — 10000 При кипении воды . 500 —.45 000 Прн конденсации водяных паров ......... 4000 — 15000 7) для воздуха при горизонтальном расположении цилинд-, рических стенок [условия движения воздуха как для фор-'с мулы (154)) 1 (157)а С, ккпл/ мз/чес (о К)4 С, ккил/ лск чпс (оК) Наименование Наименование 0,3 3,7 4,45 4,26 Абсолютно черное тело Алюминий листовой шероховатый Алюминий листовой полированный Железо Железо окисленное Железо оцинкованное Медь шероховатая Медь вальцованная Медь полированная Латунь вальцованная Латунь полированная Никель полированный Слюда Стекло Резина шероховатая серая Резина гладкая черная Картон асбестовый Краски алюминиевые Краски масляные разные Эмалевый лак Бумага Вола Кирпич красный шеро- ховатый 4,69 4,76 1,34 — 3,32 4,56 — 4,76 4,45 4,6 4,75 4,61 3.64 1,37 3,6 3,1 0,6 0,34 0,25 Коэффициент излучения Теплопередача может осуществляться также путем луче- испускания.
При теплопередаче от стенки к окружающему проетранству одновременно с конвекцией всегда имеет место и лучеиспускание, интенсивность которого зависит от степени нагретости поверхности стенки. Излучение тепла поверхностью стенки зависит от разности температур стенки и окружающей среды и от состояния поверх- ности стенки, учитываемого коэффициентом лучеиспускания. Количество тепла, излучаемого единицей поверхности за еди- ницу 'времени при разности температур между излучаемой поверхностью и окружающей средой в 1'С, называется коэф- фициентом излучения. Коэффициент излучения от стенки в окружаю- щ у ю с р е д у определяется по формуле ~ т ° ~т, а„тч —— С икал/ма-час 'С (160) тот токр где Т =278,2+1 — абсолютная теглпература стенки, излучающей тепло,'К; Т,„р —— 278,2+ 1, — температура окружающей среды, 'К; Ф вЂ” температура стенки, 'С; Ф,„р — температура окружающей среды, С; ккал С в коэффициент лучеиспускания, с „з чис (ок)с зависящий от состояния поверхности.
Значения величины С приведены в табл. 14. Таблица /4 Значения козффипнента лучеиспускаиня С 75 $10. ТЕПЛОВЫЕ НАГРУЗКИ, НАПРЯЖЕНИЯ И КОЗФФИ11ИЕНТЫ ПОЛЕЗНОГО ДЕИСТВИЯ (/=.- — - кз/мт-час 6 77 (161);: где Π— количество конденснруемого пара в конденсаторе, кг/час; /в — поверхность охлаждения конденсатора, мт. Допустимые величины паровой нагрузки конденсаторов.'1 в зависимости от вакуума представлены в табл. 15. Таблица 75 Допустимые велняияы изровой нагрузки Вляуум в нонденезторе, 21в ~ 90 90 — 93 ~ 94 — 95 ~ 96 — 97 Пвровзя нагрузка, кг/лгз-еас ! 150 — ЮО ~ 11Π— 150 ~ 60 — 90 ~ 50 — 70 Кратность охлаждения — это отношение количества: охлаждающей воды к количеству конденсируемого пара или„ иначе, расход охлаждающей воды на 1 кг конденсируемогв пара.
Кратность охлаждения может быть выражена формулой К' т= — кг воды/кг пара, 6 (162)1 1 где 12' — количество охлаждающей воды, кг/час; б — количество конденсируемого пара, кг/час; или т= — ~~ кг воды/кг пара, с (гх — гй (163) где 12 — энтальпия пара при входе, ккал/кг; 1„— знтальпия конденсата, ккал1кг; с — теплоемкость охлаждающей воды, ккал/кг С; /г — температура охлаждающей воды при входе, 'С; Гз — тЕмпЕратура охлаждаЮщЕй ВОДЫ при выхоДе, 'С.
76 Под тепловыми нагрузками и напряжениями подразуме-:, вается количество тепла, приходящееся иа единицу поверх-;;: ности (нагрева или охлаждения) или единицу объема аппарата. ) Тепловые нагрузки и напряжения могут быть выражены в единицах измерения: тепловых (ккал/мх-час; ккал1лгл-час),,;, весовых (кг/дс-час; кг/мз-час) и объемных (мл/м'-час; мз/лгз-час).,:,' Паровая нагрузка конденсатора: (164) Д,= —. м /м -час, 2 2 я м Фд ы сс мш 220 сл Рис.
53. Кратность охлаждения в зависимости от вакуума н темперзтуры цирнуляционной воды. где ду — производительность испарителя, кг1час; и — удельный объем вторичного пара, м21кг; с„ — поверхность зеркала испарения, м'. Величина напряжения зеркала испарения в испарителях обычно находится в пределах 1500 †25 мх/мт-час и с понижением давления вторичного пара (до 0,15 агпа) может достигать 6000 м'/м'-час.
Напряжение поверхности нагрева: /с„= — кг(мя-час, (165) н где  — производительность испарителя, кг1час; ся — поверхность нагрева, м'. Величина напряжения поверхности нагрева в испарителях обычно лежит в пределах 80 — 110 кг,мх-час и в отдельных случаях может достигать 150 кг/мт-час, а при надежных сепараторах — до 200 кг/мт-час. Напряжение парового объема: Й, = — мз/мз-час, (166) где 21 — производительность испарителя, кг/час; и — удельный объем вторичного пара, дгз/кг; 1/ — объем парового пространства, м'.
Величина напряжения парового объема для вторичного пара испарителей может достигать: 1) для испарителей атмосферного давления /с'=3000 мз/мх-час; 77. График изменения расхода охлаждающей воды на 1 кг конденсируемого пара в зависимости от вакуума в конденсаторе и температуры охлаждающей воды при входе показан на рис.
53. Допустимые величины кратности охлаждения и в конденсаторах могут колебаться в пределах от 30 — 40 до 60 — 70, но в отдельных случаях в одно- ело ходовых конденсаторах могут достигать 120, что влечет нежелательное увеличение производительности и мощности циркуляционного насоса. Е ка Напряжение зеркала испарения: Сл 2) для испарителей, работающих с давлениями, отличными от атмосферного )г = Я; ма/ма-час, где у" — коэффициент давления, значения которого даны в табл. 16; Таблица 1б Значения возффициеитов давления Т" р, азиз 16 ~ 4,0 ( 2,0 ) 1,0 ~ 0,8 ~ 0,7 ~ 0,6 ~ 0,5 0,8 ~ 0,87 ~ 0,915 ~ 1,00 ~ 1,15 ~ 1,25 ) 1,4 ~ 1,6 3) для испарителей, имеющих достаточно эффективные встроенные сепараторы или дополнительные сепарирующие устройства: тт =(1,2 1,4) 722' мз(мз-час.
Коэффициент полезного действйя теплообменных аппаратов т) равен отношению количества тепла Я„полученного в аппарате, кколичеству тепла Я„которое затрачено в процессе работы аппарата, и выражается в общем виде фор-, мулой О (167) К. п. д. аппаратов, работающих без изменения агрегатного состояния (охладители воды, масла, воздуха, водоводяные. подогреватели и т. п.): Жнз (22 — 22) (166) бтй (11 — тт) К.
п. д. аппаратов, работающих с изменением агрегатного состояния одного из теплоносителей (паровые подогреватели воды, масла, воздуха, топлива, конденсаторы и т. п.): 222 (22 2) ( 1 69) 122 (12 — стй) ' К. п. д. аппаратов, работающих с полным изменением агре-,' гатного состояния одного теплоносителя и частичным измене-: нием агрегатного состояния другого теплоносителя (испарители„' опреснители, дистилляторы и т. п.): из (и —,2,,1 †.Озе,(с,' — г,) йт (и — егй) (110) К. п.
д. аппаратов, работающих с изменением агрегатного,' ' состояния обоих теплоносителей (выпарные аппараты и пр.): (лз Пз — еттт) (171). О2 (12 — спй) здесь 62 — количество охлаждающей (или греющей) среды, кг(час; 62 — количество нагреваемой (или охлаждаемой) среды, кг('час; 1Э, — количество греющего конденсирующегося пара, кг, час; Рз — количество вторичного пара, кг(час; з — коэффициент продувания нагреааемой среды; с, — теплоемкость охлаждающей (или греющей) среды, ккал1кг "С; с, — теплоемкость охлаждаемой (или нагреааемой) среды, ккал1кг 'С; 1 — энтальпия греющего конденсирующегося пара, ккал, кг; 22 — энтальпия вторичного пара, ккал(кг; 12 — начальная температура охлаждающей (или конечная температура греющей) среды, оС; 1, — конечная температура охлаждающей (или начальная температура греющей) среды, "С; 12 — начальная температура нагреваемой (или конечная температура охлаждаемой) среды, оС; 1 — конечная температура нагреваемой (или начальная температура охлаждаемой) среды, оС.
Обычно к. п. д. аппаратов для упрощения расчетов принимаются равными следующим значениям, которые незначительно отличаются от вычисленных: ч Для теплообменных аппаратов, имеющих теплоизоляпию 0,97 — 0,98 Для аппаратов, не имеющих теплоизоляции... 0,93 — 0,95 К. п. д.
аппаратов весьма часто для удобства расчетов заменяют коэффициентом, учитывающим потерю тепла аппаратом в окружающую среду, который также обозначается через т). Этот коэффициент представляет собой величину, обратную к. п. д., и принимается равным: Для аппаратов, имеющих теплоизоляцию ..... 1,03 — 1,02 Для аппаратов, не имеющих теплоизоляции .... 1,07 — 1,05 Я 11.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕКОТОРЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ АППАРАТОВ При выполнении тепловых расчетов обычно приходится определять или выбирать некоторые конструктивные элементы аппаратов, как например: шаг разбивки трубок, число трубок н их длину, диаметр трубной доски и поверхность, образованную трубками, и т. п., которые оказывают влияние как на тепловой расчет, так и на конструкцию аппарата. Ниже приводятся 79 (=-Ы„+ 9 —:10 лтм; Ь=а'„+ 16 лам; Зквивалентиые диаметры Па Эквивалентный диа- метр г(а Ь=4.+5-:-6 мм; Форма канала Рис. 54. Разбивка трубок по треугольнику. Круглая труба диаметром и' Квадрат со стороной а Прямоугольник со сторонами а и Ь: теплообмен через все стороны 2аЬ а+Ь 2Ь Вз — г(а О о — пз (175) г,ц теплообмен через трубный пучок а— О— а — х.
с наиболее необходимые формулы и исходные данные по выбору:, и определенинз некоторых конструктивных элементов. Диаметр патрубка: (172) где с( — внутренний диаметр патрубка, м; зо†площадь сечения патрубка, м-'; 1.') — расход среды через патрубок, кг(час; Ф вЂ” удельный объем среды, лет/кг; и — скорость среды, мосек. Эквивалентный (гидравлический) диаметр в общем виде выражается формулой (173) где г' — плошадь поперечного сечения канала, м'-; ы — смоченный периметр канала, м. Эквивалентный диаметр для некоторых форм канала при; веден в табл. 17. Таблица 17 теплообмеи через две противоположные стороны а теплообмен через одну сторону а Кольцевое сечение (труба н в трубе В): теплообмен через внутреннюю и внешнюю поверхности теплообмен только через внешнюю поверхность теплообмен только через внутреннюю по- верхность Межтрубное пространство (диаметр корпуса О, диаметр трубок г( и число трубок и)." Шаг Г разбивки трубок: 1) минимальный шаг с разбивкой по треугольнику трубок наружным диаметром д„(рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
