Metodichka_po_plastinchatym_TO (1176211), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Это справедливо при небольших перепадах температур в конденсаторе.Определим рациональную скорость движения теплоносителя(воды) в каналах конденсатора, приняв к 7500 Вт/(м2 · К):w28 2 ( tст t2 ) P2 d э0,25Ac р 2 (t2 t2 ) 22 0,2520,3648 7500(27,5 25)100 000 0,0090,254,0 4179(27 23)9972 (0,906 10 6 )0,250,3641,34 м/с.Коэффициент общего гидравлического сопротивления единицы относительной длины канала на стороне воды24Re0,2524w2 d э40,2521,34 0,009 100,90660,250,37 .Число Рейнольдса для потока воды Re 13 310 .Рассчитываем число Нуссельта для потока нагреваемой среды*:Nu 20,43cRe0,732 Pr f 20,1 13 3100,73 6, 240,43225 ._________________________* Поскольку разность температур (tст t2 ) невелика, отношениемPrf2/Prст2, учитывающим направление теплового потока, пренебрегаем.100Коэффициент теплоотдачи от стенки к воде2Nu 2dэ225 0,60515125 Вт/(м2 · К).0,0092Термическое сопротивление:– стенки из стали марки 12Х18Н10Т толщиной 1 мм( / )ст 0,0000714 м2 · К/Вт;– загрязнений на стороне воды Rв 0,00023 м2 · К/Вт.Коэффициент теплопередачи аппаратаKпл1(1/кRа) ( / )стRв(1/1(1/ 7150) 0,0000714 0,00023 (1/ 15125)2)1971 Вт/(м2 · К)*.Проверим правильность выбора температуры стенки со стороны конденсирующегося аммиака.
Согласно уравнению (79),tстtнKплк(tнt2 ) 302004(30 25)715028,6 °С.(В расчете принята величина tст 27,5 °С.)Пересчитываем к , приняв tст 28,6 °С:к9,81 5952 (1131,8 217,14)1071,15 41, 4 1,16(30 28,6)8265 Вт/(м2 · К).Величину 2 не пересчитываем, поскольку незначительноеизменение tст практически не отразится на коэффициенте теплоотдачи со стороны воды._________________________* Термическим сопротивлением тонкой пленки конденсата аммиака Rапренебрегаем ввиду его малости.101Новое значение коэффициента теплопередачиK пл1(1/ 8265) 0,0000714 0,00023 (1/ 15125)2014 Вт/(м2 · К).Температура стенки со стороны конденсирующегося аммиакаtст2014(30 25)82653028,8 °С.Полученная величина достаточно близка к принятой, поэтомудальнейшего уточнения не требуется.Поверхность теплообмена конденсатораQFаKплm663 0002014 4,7279,9 м2.Принимаем ближайшую большую стандартную величину поверхности теплообмена Fа 80 м2.Площадь поперечного сечения пакета на стороне водыf п2V220,03981,3420,0297 м .Число каналов в одном пакете m2 = fп2/f1 = 0,0297/0,0031 = 9,58;принимаем m2 = 10 шт.Число пластин в одном пакете для воды n2 = 2m2 = 2 ∙ 10 = 20 шт.Поверхность теплообмена одного пакета Fп2 = F1n2 = 0,8 ∙ 20 = 16 м2.Число пакетов (ходов) в аппарате на стороне воды Х2 = Fа/Fп2 == 80/16 = 5.При числе ходов Х2 = 5 рассчитываем предварительно гидравлическое сопротивление аппарата по стороне охлаждающей воды:P22L1пdэw221,16 997 1,3425 0,375 213 400 Па.20,00922Полученная величина больше максимально допустимойисходным данным, поэтому принимаем Х2 = 4.102P2 поРасчетное число пластин в аппарате (с учетом концевых пла-стин)nаFа2F1F180 1,6102 шт.0,8Схема компоновки пластин в аппарате при nаCx102 шт.:102.26 25 25 26Фактическая площадь поперечного сечения пакета fп2 = m2f1 == 25 ∙ 0,0031 = 0,0775 м2.Второе приближениеФактическая скорость движения воды в каналах w2 V2 / f п2 == 0,0398/0,0775 = 0,5135 м/с.Для охлаждающей воды Re2 w2 d э / 2 = 0,5135∙0,009/0,906∙10–6 == 50101.Число Нуссельта Nu 2 0,1 51010,73 6, 240,43 111,83.Коэффициент теплоотдачи от стенки к воде α2 = 111,83 ×× 0,605/0,009 = 7517 Вт/(м2·К).Коэффициент теплопередачи аппарата1(1 / 8265) 0,0000714 0,00023 (1 / 7517)K пл1800 Вт/(м2 · К).Поскольку величина K пл изменилась, а следовательно, изменилась плотность теплового потока в аппарате, вновь проверяем температуру стенки:1800tст 30(30 25) 28,9 °С.8265Пересчитываемкк, принимая tст29 °С:9,81 5952 0,5063 (1131,8 217)1071,15 41, 4 1,16(30 29)Прик8990 Вт/(м2 ∙ К) Kпл1038990 Вт/(м2 · К).1862 Вт/(м2 ∙ К).Температура стенки на стороне конденсирующегося аммиакаtст301862(30 25)899028,96 °С,что близко к принятой величине.Поверхность теплообмена аппарата6630001862 4,72Fа= 75,43 м2,что достаточно близко к ранее принятому значению Fа = 80 м2.Гидравлический расчетПри расчетной величине скорости w2 0,5135 м/с число Рейнольдса Re 5101.Коэффициент общего гидравлического сопротивления единицыотносительной длины канала 2 4 / 51010,25 0,473 .Гидравлическое сопротивление пакета пластин на сторонеохлаждающей водыP21,16 997 0,513520, 4734 32 054 Па.0,0092Полученная величина P2 меньше максимально допустимой,равной 105 Па.Проверяем скорость воды в штуцере:wшт4V22Dшт4 0,03983,14 0, 221, 27 м/с < 2,5 м/с.Так как скорость меньше допустимой ( wдоп 2,5 м/с), потерямидавления на местное сопротивление в штуцере можно пренебречь.Мощность, требуемая для преодоления гидравлического сопротивления на стороне воды при коэффициенте полезного действиянасоса 2 0,7 ,104Nн2V2 P220,0398 32 0541822 Вт.0,7Таким образом, спроектированный пластинчатый конденсатордля аммиачной холодильной установки удовлетворяет требуемым исходным данным как по теплотехническим, так и по гидравлическимхарактеристикам.Добавим, что полученная величина коэффициента теплоотдачиот стенки к воде достаточно близка к рекомендованной (прил.
1), а величина коэффициента теплопередачи – к полученной при промышленных испытаниях аммиачного конденсатора (F = 50 м2) из пластинтипа 0,8 (прил. 2), но несколько ниже, чем полученных в экспериментах со сварным образцом конденсатора (F = 4,5 м2) из пластин 0,75(см. прил. 2).105СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.
Иванов О.П., Дюндин В.А., Мамченко В.О. Пластинчатые теплообменные аппараты для холодильных машин. – М.:ЦИНТИхимнефтемаш, 1985.2. Компактные теплообменники в процессах нагрева, охлаждения и регенерации тепла. Проспект фирмы «Альфа Лаваль». NSY85124 Ry.3. Иванов О.П., Фирстов А.В., Бутырская С.Т.
Методыочистки аммиачного пластинчатого конденсатора от водяного камня //Холодильная техника. 1975. № 2.4. Пластинчатые теплообменники: Метод. указания/ С.С. Амирова, А.С. Приданцев, А.Т. Тухватова, А.А. Сагдеев. – Нижнекамск:Нижнекамский химико-технологический институт (филиал) КГТУ,2010.5.
Богданов С.Н., Иванов О.П., Куприянова А.В. Холодильная техника. Свойства веществ: Справ. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1976.6. Иванов О.П., Мамченко В.О., Ширяев Ю.Н. Промышленные испытания аммиачного пластинчатого конденсатора // Холодильная техника. 1974. № 2.7. Иванов О.П., Мамченко В.О. Исследование процесса конденсации холодильных агентов в щелевых каналах сложной конфигурации // Техника низких температур. – Л.: ЛТИХП, 1971.8. Перспективы использования пластинчатых аппаратов в компрессионных холодильных машинах / О.П. Иванов, В.М.
Азарсков,С.Т. Бутырская и др. // Холодильная техника. 1971. № 12.9. Пластинчатые теплообменники для холодильных машин /В.Н. Кротков, О.А. Коробчанский, Л.М. Коваленко и др.: Тезисы докладов II Всесоюзной научно-технической конференции по холодильному машиностроению. – М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1978.10. Теплообменники пластинчатые. Методы тепловых и гидродинамических расчетов. РТМ 26–01–107–78. – Харьков: УкрНИИхиммаш,1978.11. Применение теплообменников в процессах производстваконцентрированной серной кислоты по контактному методу. Проспектфирмы «Альфа Лаваль». NSY 83084 Ry.10612. Применение теплообменников в процессах производствафосфорной кислоты.
Проспект фирмы «Альфа Лаваль». NSY 83120 Ry.13. Барановский Н.В., Коваленко Л.М., Ястребенецкий А.Р.Пластинчатые и спиральные теплообменники. – М.: Машиностроение,1973.14. Пластинчатые теплообменные аппараты: Каталог. – М.:ЦИНТИхимнефтемаш, 1983.15. Конденсаторы пластинчатые для парогазовых смесей. Метод теплового и гидравлического расчета. РД РТМ 26–01–83. – Харьков: УкрНИИхиммаш, 1983.16. Альфа Лаваль. Пластинчатые теплообменники холодильныхсистем (Danfoss)/ Алонте. Италия, 2001.17. Перри Д.
Справочник инженера-химика. Т. I. – М.: Химия,1969.18. Интегрированные энергосберегающие теплотехнологиив стекольном производстве: Моногр. / Л.Л. Товажнянский, В.М. Кошельник, В.В. Соловей, А.В. Кошельник; Под ред. В.М. Кошельника. – Харьков: НТУ «ХПИ», 2008.19. Исследование локальных характеристик двухфазного потокадиабатных потоков, осложненных фазовыми переходами / О.П.
Иванов, В.А. Дюндин, В.О. Мамченко, В.Б. Данин // Тезисы докладови сообщений VI Всесоюзной конференции по теплообмену и гидравлическому сопротивлению при движении двухфазного потокав элементах энергетических машин и аппаратов. – Л., 1978.20. Данин В.Б., Дюндин В.А., Иванов О.П. Исследование локальных характеристик двухфазного потока R22 в плоском щелевомканале при вынужденном движении // Машины и аппараты холодильной, криогенной техники и кондиционирования воздуха. – Л.: ЛТИим. Ленсовета, 1980.21. Данин В.Б., Дюндин В.А., Иванов О.П.
Влияние режимных параметров на локальные гидродинамические характеристикидвухфазного потока R22 в вертикальном щелевом канале // Машиныи аппараты холодильной, криогенной техники и кондиционированиявоздуха: Межвузовский сборник научных трудов. – Л.: ЛТИХП, 1981.22. Интенсификация теплообмена в испарителях холодильныхмашин / А.А. Гоголин, Г.Н. Данилова, В.М. Азарсков, Н.М. Медникова.
– М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1982.10723. Данин В.Б. Особенности гидродинамики и теплообменапри движении двухфазных потоков в элементах пластинчатых испарителей холодильных машин. – Л., 1982.24. Теоретические и экспериментальные исследования теплообменных процессов в пластинчатом испарителе / В.М.
Кошельник,В.С. Фокин, А.В. Кошельник, Л.И. Збараз // Сборник научных работ.Тематический выпуск: «Энергетические и теплотехнические процессыи оборудование». – Харьков: НТУ «ХПИ», 2011. № 5.25. Теплообменные аппараты холодильных установок/ Г.Н. Данилова, С.Н. Богданов, О.П.
Иванов и др. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1973.26. Лащинский А.А. Конструирование сварных химическихаппаратов. – Л.: Машиностроение, 1981.27. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя.Т. 1. – М.: Машиностроение, 1980.28. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. – М.: Наука, 1972.29. Мамченко В.О. Исследование теплообмена и гидравлического сопротивления в элементах пластинчатых конденсаторов фреоновых холодильных машин. – Л.: 1974.Рекламные материалы ОАО «Орелхолодмаш».108ПРИЛОЖЕНИЯПриложение 1Для ориентировочного расчета аммиачных пластинчатых конденсаторов можно воспользоваться графиком зависимости (рисунок)коэффициента теплоотдачи со стороны охлаждающей воды при различных температурах и скоростях ее движения в каналах, образованных тремя типами пластин, выпускаемых отечественной промышленностью.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
