3 (1176236), страница 6
Текст из файла (страница 6)
табл. 2.3). Материал теплообмекннха — алюминиевый сплав с теплопроводкостыо ). = 1! 6 ВтУ(м К). Толщкна разграннчнвмовзкх пластин б к 0.2 мм. Двлекке воздуха а го)жчем к в холодком теплокоснтелях атмосферное. Геометрические харнпернстлкн горячей поаерхностл теняообмена: Ь| = 7 ИГ и; 1$, = 1160 и lи'; Ья~ = 0,15.10 и; ",(1 ~ 0,75; ~м м = 2,94 10 и.
Геомеззннческне ха!ммктерлсзикп холодной поварх ности: Ьр =6.14 ИГ и;!3 =790м 1и;бв =01510 м;йз=057",газ Ф,4!О и. Рааамне 1. Тепловая нагрузка теплообменника Д~б!ся! (г! -ф= О 36*1006 (102-24) ~ 28 248 5 Вт, 2. Температура холодного воздуха на выходе !2 28248,5 гз !з+ — =-10+ 49 8 ~"' (узг,а 0,47 Ю05 3. Средине темперкгуры теплоносителей г,'+г; Ю2+24 — г~+гз -10+49,6 ю ю 63 "С, ~19 8 «С 2 2 2 2 4. Теплофнзнческне свойства. 3 Горячпй теплоносмтелгк р~= !.Об кг(м; 2,! = 0,029 Вт/(м-К1; Рг! = о 0,698", т1 н 19 10 и"!с; с!л и 1005 ДкУ(кг К1.
Холодный тенлоносптель: сяз = Ю05 ДЫ(кг.К1; рз = 1,206 кг(м; Хз = н 0,0259 Вт7(м.К1; Ргзм0,707; тзм 15-Ю м (с. 5, Зададим скорости теплоносителей: 'г ! = 5 м(с, Уз = 5,7 м1с. 6. Числа Рейнояьдса: й,, Ы~ 5.294 10 3 7737. ЮЮ6 5,7.4.4-Ю"з 15. Ю 7. Чпсла Нуссельта." Ив~=0.0844 ке~!'~~ Рг!ед =0.0844 773,7~ 0,698 ' =6,56; (ее м00844йаез"Я~ Ргоь я0,0844. 1672 .0,707 ' м11,23. 8. Козффицнент теплоотдачн: 6,56 0,029 64 7 йт(( Р) 4м 2.94 10 в и = т т,, 661 Вам((). Нв~Х ~ 11,23-0,0259 И„т 4„410~ 9, Эффектпвность олппочного ребра: е! = — = ' =86.24 и Г2п! 2-64,7 1()бсг 116" 0,15'!О з юлА и 86,23 7,0 Ю ' /2 н 0,3; Чр! = ФРАУ(жА) - "!МО,ЗФ),3 н 0.97; люв(а= 87,16 6,14 10 й = 0.268; т) а = й( т АМ Ол4т) = й(0,268)(0,268 = 0,977, Ю.
Эффективность оребрбнной поверхности: !)<п=1-)(~(1-г! ~)=1-075(1-097)=0978; тяп н1-7а(1 — плт) = 1- 0,57 ( 1- 0,977) н 0,987, 11, Пренебрегал термическим сопротнвлелпем стенки, лахолпм колффнипспт теплопсрсдачп, отнесенный к горячей поверхности теп- лообм сна." 1 К~ — + алвц птт!ст(Е ~ l г" ~)) ~64,7 0.978 66,1.0,987 0,597) = 24,11 Вт((м .К) 3лесв Р„„,(Р, и (Ьт()У(Ь!11!) 6,14 Ю ~.79В7.10 '.1160 0597 12. Средняя логврпфмнческая разноств температур мел(ау тепло- посптслямп 52,2-34 42 бг 52 2 1л — л (л — ' Ф„, 34 Здесь Лга м102 — 49.8 =52,2 С и бгм=24-( — Ю) =34'С вЂ” больший и меньший иерепааы температур на торцах тенлообмеиника, 13, Поправка 9 на а~д относительною движении теплоносителей: 49,8+10 Р х х 0534 Й !' г 1304 г„',-В„102+10 г„-г„' 49,8+10 Для перекрбсгного тока (см.
рис, 1.4) ~р = 0,87. 14. Поверхность теилообмена со стороны горячего воздуха Д 28248,5 К,Щр 24,1.42,45.0,87 15. Козффициенты компактности, отнесбнные ко всему объбму аппарата: Р Я! ! !6"' !!60 Ъ'„61+Ьз+26~ 7 10 з+6,14 Ю ~+2 0,2 Ю э Р' Ьй 6,14 1О" 790 Ь1+Ь +26, 7 10 +6,14 1О з+2.0,2.10 1', = — ', = — '=0,0529 м . Р; 31.9 з 599,7 17. Коэффициенты еживогоэ сечения по горячему и холодному трактам: рф,.~ 599,7 2,94 Ю ~ 4 4 Р т1 „358,2 4.4.10 3 4 4 18. Фроптальиые сечения: Г„--~-= 036 -0,154 '; р~р~~~ 1,Об 5 0.441 6~ 0.47 р;~ — ~ — ~ -0,174 м . р4~тоз 1,206.
5,7-0,394 19. Габариты набивки теплообмеи ника (см. Рис, 2.2): 0,0529 »=-т-= — =0,343 м; Гв» 0,154 )»=-Й-= — '=0,506 м; Рт 0,174 » 0,343 Рр» 0,154 1= в = — ', =0,305 и, )» 0,506 Пример 2. Провести расчет ва»душного ка»»орпфер»ь Определить с какой темпера»урий нозбходм»ю лодж»к»ь в калорифер пзрячий теплояо- сн»ель (воду) с давлением Р = 1,2 бар, чтобы нагревать воздух от темпе- ра»уры га = -20 'С до»о н 18 "С. Расход воды б» = 1,63 кг/с; расход жп- духа (3о = 3.1 кФс. Калорифер имеет три ря»ш трубок по ходу движения воздуха (2 3) с площадью фронтаяьного сечения по воздуху )г = М. = = 0,939 1,23 = 1Л54 м (Ь.
Ь вЂ” высота и ширина сечения соответствен- но), Тнп»»оверхиостн теплообменж ККР-55. Тсяншна стенок е»альных трубок б,„н 0,5 мм, теплопроводность). = 56 Втг(м-К). Решение 1. Примем, что среднее значение температуры воды г» -- 73 'С. 2. Среднее значение температуры воздуха »с+»о' 18-20 гс ж — ~ — ~ — 1'С. 2 2 3, Тепяофизические свойства теплоносителей.
Воздух: р»»н 1,29 кг»м'. с„ом 1005 Дж»(кг К). Хон00244 Вт1(м.К), тс = 13,2 1О и )с, Рте = 0.707. Вода: р» = 970 кг»м', сг» = 4190 Дк»(хтК). )» н 0678 Вт/(мК), т»-"0,36!О м /с,рг»=2,25. 4, Согласно табл. 2.4 лля пояерхностп типа ККР-5 имеем; гилрав- лический диаметр»(, = 0,00668 м; коэффициент живого сечения о = 0,449; продольный шаг между трубками 5з= 0,0343 и; попереч- ный шаг между трубками Я» = 0,0313 м; наружный диаметр трубок И и н О,О!64 и; сто»»ень сребреник ч» н 5,64; вь»сота ребра )»р и 0,00605 и; тошцина ребра бя = 0,000254 м; отношение»юверхностй ребер к»»оя- иой поверхности )( = 0,83: диаметр ребра 0 = 0,0285 м, Спзороло холодною глсплоиосиглВАя !коды) 12, Число трубок во фронтальном ссчснпн: л 0,939 — — =10 Ю, 0.03!3 13. Поскольку длина трубок в одном холу Е =1.23 и, пелссообразио сделать три хода труб по водяному т!кисту.
Схсма такого тсплообмснннка показана на рис, 2,3. Подвод и отвод воды осупвжталястся псрсз оба!но коллскпзрм. Слкповатсяьно. асан ао фронгвльном ссяс* ини и а других рядах движется по!Отрубкам длкиой Е! = 3.69 и каягдая. Так как кисло рядов труб в калорифсрс трн 1: = 3), то вода данжстся внугри тсплообменкика по ЗО трубкам (л = ЗО). На схеме, ради сс простоты, во фронтальном ссченин показано только три трубки. Скорость воды внугрн труб: )р - 4~)'„- 4"63, =Одм). Р~Ы~"и 970 3,!4 0,0154 30 14, Число Рсйнольпса йф~ О,З 0.0154 к~ 036 !О ь Здесь внутреннлй диаметр трубок равен И~ = е- 26„= О, 0164 - 2 ° 0,005 = О.
0154 и. 15. Число Нуссельта (чо~ прн турбулентном течении," Хн~ч0,023 Ие~ " рт~ " =0,02312830 2,25о =61,5. 16. Коэффициент тенлоотдачи со стороны воды: Ни(Х( 61,5 0,678 б~ 0.0154 17, Коэффициент тсолонередачи, отнесенный к внутренней ио. верхиости трубок: и~ ~(~ 4о 1 ) К= — + — -(о — +— ~ фо<дф 2). И~ н~ 1 0.0154 0,0154, 0,0164 0,0164 65,9.0,902 5,54 2 56 00154 2700) =310 Вт/(м~.К). 13, Поверхность*еилообмеиа со стороны воды: Р' ч Ы~Х,|п = 3, 14 ° 0,01 54 ° 3,69 30 = 5,35 м". 19. Поскольку поверхность теилосбмена известна, а темнературы авлаютеа искомыми величинами решение удобнее ссушестваать ме. толом тффективиости. Тепловые эквиваленты два торячето (И9 и холодного ()рд теплоносителей: И'х = бес;ю = 3.1'1005 = 3120 Вт/К; 1К- = (7 ~ел) = 1,63 ' 4190 = 6ИОО Вт)К.
Так как И'„> И„, то И', — максимальный тепловой тквнвалент ())макс), а % — минимальный (Иман). ()боаначим й = И чин)Ичач = и 0,457. 20. Число единиц переноса: Ж = — = — '=0,532. КГ 310 5,35 )Р„,„, 312 20. Дяя случая перекрестного течения теплоносителей эффективность теплообменннка е определяем по зависимости е =ЯМ, В) (см.
(1.11)), Находим комплекс В: В = 1- ехр(-)тВ) = 1- ехр(-0,532. 0,457) = 0,217. 21. Эффективность теплообменника с = 1- ехр(-ВЫ) = 1-ехр(-0 21710 457) = О 379. 22. Количество передаваемой теплоты в теплообменннке: Д и И~чав (гь"- гь') ~ 3120 (18 + 20) н 118 600 Вт. 23. Температура воды на входе в теплообменник: Д 118 600 1,' и 1„'+ — = — 20+ = 80 С е)Р„„„0,379.3120 24. Температура горячего теплоносителя на выходе из аппарата: О имг!'- с Омам М -гс'))( Игмж,м -" 80 — 0,379 3120 (80 — 20)16830 = 62,7 "С.
25. Средняя температура горячего теплоносителя (воды): г! + г," 62,7+ 80, 35,С 2 2 26. Средний температурный напор между теплоноснтеяямн: О-го= 71,35 — (-1)п 72,35'С. 27. Возьмем запас по теплопередаощей способности аппарата, для чего увеличим среднпй температурный напор мазилу теплоносптелямина 15%, дг=(г, — е)1,15=71,35 1.15=82.0 "С. 28. Значение средней температуры воды (с учетом запаса Д): О и 82 - 1 н 81 'С. Значение О с достаточной точностью совпадает с ранее принятым О = 73'С.
Следует отметить, что температура О использовалась в проведенном расчете только для определения теплофнзическнх свойств воды. пилому результаты расчета принимаются как окончательные. Рйсчая ш«н)янимчаских иицюигнеяемий 29. Коэффицггант сопротивления по воздушному тракту: ЗО. Сопротивление трубного пучка по воэдушному тракту: ЬР,н С' г, р йее 2)2н 1,022 1„77 1,29 4,6'- .Зг2н 74,1 Пя. Здесь С". учитывает число рядов трубок по ходу движения воэдух«э лля трбхрядиою пучка (8!.
31. Коэффициент сопротивления при турбулентном течении воды в трубке: —, =0,0297. 0,316 0.316 ' Вас" !2830П'" 32. Сопротивление трения по водяному тракту: 4Р =4,-~ — 1 — =0,0297 ' — '=310 Па. р .Ф Ц 971 0.3 3,69 х 2 А 2 0,0154 Масгиые погори напора с учетом коэффициенюв месгных сопротйвлеййй: р!(Р~т 970.0.3 ЬР„=(24~+~т+4э) ~ ' =(2 05+1,5+1,5) * =349 Па. 2 2 Здесь 9! — коэффициент местною сопротивления при повороте на 180' прйнят 4, = 0,5; 4 — коэффнцйент местного сопротивления учнтыва г вход воды в трубки теплообмайййка йэ коллектора; «'„те = 1,5; ~э — коэффициент местною сопротивления учитывает выход воды нз трубок теплообменннка в коллектор, 9» — — 1,5 (8!.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
