4 (1176237), страница 10

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 10)

Определяем количество пластин в аппарате (целое число)n = F/Fпл +2.число каналов по хладоагенту na и теплоносителю nw (целые числа)nw = na = n/2.и площади поперечного сечения каналов по теплоносителю FΣw ихладоагенту FΣa.FΣw= nwFкт иFΣa= naFкх .9.Изуравнениятепловогобалансарассчитываемдействительную величину подогрева теплоносителя в аппарате∆tw =Q/(Cр ρw ww FΣw ).и сравниваем с первоначально выбранной.

При необходимостизначение ∆tw корректируют и расчет повторяют.7010. Определяем скорость конденсирующего пара на входе вканалы конденсатораwa”= Q/(r ρa” FΣa ).Здесь для упрощения можно пренебречь теплом перегревахладоагента. Такое допущение справедливо, если учесть, чтовеличина (iп- iк) в циклах холодильных машин не превышает 15% отудельной теплоты парообразования r. Обычно она составляет(7…10%).11.

Находим критерий Рейнольдса по пару Rе"вх где в качествеопределяющего размера принята приведенная высота канала lпр, аскорости — скорость пара на входе в каналы конденсатора wa”. Взависимости от значенияRе"вх определяется поправка П наувеличение теплоотдачи за счет скорости парового потока. Согласно[25]при 1,2·105< Rе"вх ≤ 4,5·106П = 0,2 ( Rе"вх )0,12 (Pr")-0,33,П = 0,246∙10-3 ( Rе"вх )0,55 (Pr")-0,33;при 4,5·106< Rе"вх ≤ 2,5·10712. Учитывая (4.3.2) рассчитываем коэффициент теплоотдачипри конденсации движущегося пара при температурном напоре(tк – tC1) в 1°Сαa1 =αaП,где αa— коэффициент теплоотдачи, рассчитанный по (4.3.2) при(tк – tC1) = 1°С.13. Используя уравнение теплового балансаtqF C2t К  tC 2 0,25wcp  a1 t1RTw.методом Ньютона определяем действительную среднюю температурустенки со стороны конденсирующегося хладоагента. Окончательноевыражение имеет следующий вид:tC 2  tC1 4t  t C1 wcp   t  t 4к С14B4 t C1tB3wcp 371к 3t tС13,где 1В  R  а1T w.Полученная величина tC 2 , сравнивается с tC1( tC 2 - tC1 )/ tC1 ≤ 0,05.при значительном их расхождении расчет повторяется при tC1 = tС 2 .14.

Рассчитываем действительную величину коэффициентатеплоотдачи со стороны конденсирующегося хладоагента  Д (сучетом фактической температуры стенки)tД C2twcp 1 R  t tT  К C2 w.15. Определяем коэффициент теплопередачиK111R R TХwДи плотность теплового потокаq F  k  F  m ,гдеm ttw1t tw2ln к1 w1t tк272w2.,ПР-0,5МПР-1,3ПС-0,8вдоль потокапо нормали к гофрамВысота гофр, ммЧисло гофр напластинеДлина одного канала(приведенная), ммПлощадь поперечногосечения угловогоотверстия . м2Диаметрприсоединяемогоштуцера, ммУгол наклона гофр квертикальной осисимметрии в градусахПР-0,5ЕГабаритные размерыпластин, мм:длинаширинаТолщина стенки, ммПоверхностьтеплообмена, м2Масса. кгЭквивалентныйдиаметр, м .Площадь поперечногосечения канала , м2Расстояние междустенками пластины(среднее), ммШаг гофр, мм:ПР-0,3ПараметрыПР-0,2Таблица 126506501,20,2137030010,3138050010,5138055010,5191092011,3137064010,83,63,25,45,612,36,40,00750,0080,0080,00960,00960,0090,00160,00110,00180,00240,00430,0033,84455520,81842120,818459181646620,81856620,81859536185460,441,121,1511,471,260,00821000,0045500,0171500,0171500,032000,0320060/306060600/6030при этом уточняется величина поверхности аппаратаF1 = Q / q F ,(F1 – F)/F ≤ 0,005 → п.8и рассчитывается массовый расход теплоносителяMw= ρw ww FΣw nw .16.

Рассчитываем действительный перепадстороны теплоносителя73давленийсоПРИМЕЧАНИЕ: Расчет пластинчатого испарителя может бытьвыполнен по аналогичной методике, используя приведенные вышеформулы для определения коэффициента теплоотдачи при кипениихладоагентов в вертикальных каналах.4.4 Методика расчета сухого воздухоохладителяИсходные данные к расчету:Холодопроизводительность воздухоохладителя Q0 , кВт;Средняя температура воздуха в камере tк ,°C;Относительная влажность воздуха в камере φк;Хладоагент или хладоноситель …………….Характеристика теплопередающей поверхности:Ребра насадные пластинчатые с коридорным расположением труб;Наружный диаметр и толщина труб, внутренний диаметр, dн×δ, dвн,м;Шаг ребер Sp, м;Толщина ребер δр, м;Шаг труб в пучке, м: в глубину(по ходу движения воздуха) S1 пофронту S2.Порядок расчета:На начальном этапе расчета определяются параметры воздуха(температура t, влагосодержание d и энтальпия i) на входе и выходеиз воздухоохладителя.

В сухих воздухоохладителях температуравоздуха на входе t1 принимается на 2…4° выше, чем на выходеt2 , т.е. t1- t2=Δtt1= tк + Δt/2, t2= tк - Δt/2,где Δt = t2 – t1.Далеенеобходимозадатьсятемпературойстенкитеплообменной трубы tст ( на 7…10° ниже tк ) и по принятым t1 и t2 инайденному тепловлажностному соотношению ε определить значенияотносительной влажности воздуха на входе φ1 и выходе φ2 извоздухоохладителя по формуламi iкd dкi iст  кстid dк,i 17,6  tiР"i  610,38 exp 242  ti74 кДж / кг  кг / кг , Паi  P"iкг,  PБ   i  P"i  кг  кДж ii1  ti  d i 2493  1.97t , i кг d i  0,622Нахождениеφ1иφ2можнозависимостей ε = f(φ)=i iкid dквыполнить,построивграфикидля фиксированных значений t1 и t2.iСледует иметь ввиду, что при ti=tст соответственно φст=1 иi i  к ст .

Затем выполняется тепловой расчет.d dкстКоэффициент теплоотдачи и плотность теплового потока со сторонывоздуха, отнесенные к внутренней поверхности, при коридорномрасположении труб в пучке рассчитывают по выражению из работы [6].Число Нуссельта L Nu  C  Rе n   d  эm.(4.4.1)Уравнение применимо при Re =500…2500; Sp/dн=0,18…0,35;S1/dн =2…5; L/dэ= 4…50,число РейнольдсаRе wdэ,где эквивалентный диаметр dэ определяется такdэ 2 S  d   S   1н  ррS  d   S   1н  рр.Скорость воздуха в воздухоохладителях обычно не более 5÷6 м/с.Коэффициенты C, m и n в выражении (4.4.1) зависят отнеизвестного на начальном этапе отношения L/dэ, т.е, неизвестна длинаL пластины в направлении движения воздуха, поэтому дальнейшийрасчет необходимо выполнить для нескольких значений L= S2a(a=1,2,3…число труб в направлении потока воздуха черезвоздухоохладитель, что равносильно предварительному заданиюколичества секций).75Расчет коэффициента теплоотдачи со стороны воздухаРасчет коэффициента теплоотдачи со стороны воздуха и другихпараметров воздухоохладителя удобно представить в EXEL в видеследующей таблицы.Таблица 13№ап/пОпределяемая величина12… n123Длина поверхности в направлениидвижения воздуха L= S2a, мОтношение L/dэПоказатели степени и коэффициент Сформуле (1)n = 0,45 + 0,0066 L/dэm = - 0,28 + 0,08 Re /1000C = A ×BA = 0,518 - 0,02315 ( L/dэ) + 0,425 ∙ 10-3 ×( L/dэ)2 - 3 ×10-6 × ( L/dэ)3B = 1,36 – 0,24 Re /1000 L Nu  C  Rе n   d  эm4Число Нуссельта5Коэффициент теплоотдачи  в  Nu ,dэ2Вт/(м К)Условный коэффициент теплоотдачи отвлажного воздуха1 усл , Вт/(м2К)61 ин  Rконт в ин7Условная высота ребраh’=0,5dн(’-1)(1+0,805lg’), м768Продолжение таблицы 13Параметр m при выпадании влаги в виде2инея m 9где  p - теплопроводность материаларебраКоэффициент эффективности ребраthmh'E р10111213141516171 ин в ин, 1/м p pmh'Площадь поверхности рёберFp=2(S1S2-0,785 dн2)/Sp , м2/мПлощадь поверхности межрёберныхучастков Fмр =πdн (1-δр/Sp), м2/мКоэффициент оребрения=Fop/Fвн= Fp + Fмр /(dн-2)Условный коэффициент теплоотдачи состороны воздуха, приведенный квнутренней поверхности трубыпр.вн.=усл[EpFp/Fop+(1- Fp/Fop)] Fop,Вт/(м2К)Ψ – коэффициент.учитывающийнеравномерность теплоотдачи по высотеребра (ψ ≈ 0,85)Плотность теплового потока со сторонывоздуха, отнесенного к внутреннейповерхности трубыqFвн=αпр.вн.

(tk-tcт), Вт/м2Площадь теплопередающей поверхностиFвн=Q/ qFвн, м2Масса воздуха, проходящего черезаппаратGB=Qo/i1-i2, кг/сЖивое сечение воздухоохладителяFж= GB/wВ1 , м277Продолжение таблицы 13181920Площадь поверхности теплообменаодной секции (при размещении их вглубину), м2Количество параллельных секцийz=Fвн/Fвн’Общая длина труб в одной секцииFжL1 ,мS1  d н   р S1 21222324Число рядов труб в секцииL1mS1KПринятое число рядов труб в секции mДлина труб l = L1/m, мВысота аппарата H = m∙ S1, мОбщая внутренняя площадьтеплопередающей поверхностиFвн=πdвнL1z, м225Общая наружная площадьтеплопередающей поверхностиFнар=Fвнβ, м226Принятые для дальнейших расчетоввеличина z и qFвн со стороны воздуха1) – для шахматных пучков труб полученное значение коэффициентатеплоотдачи следует увеличить на 10%.2) – ξ – коэффициент влаговыпаданияξ = 1 +2480( dк– dст ) / ( tк – tст ) при tст> 01+2880( dк– dст ) / ( tк – tст ) при tст< 0λин = (0.17…0,2 ) Вт/м2К – теплопроводность инея,Rконт= (4…5) 10-3м2 К/Вт - термическое сопротивление контакта ребер итрубы.3)  '  1,28S 2  S1 0,2 - для коридорного пучка,d н  S 278S  S '  1,27 2  1  0,3 - для шахматного пучка.dн  S24) при выпадании влаги в виде росы δин/λин= 0,при сухом охлаждении воздуха ξ = 1.5) th mh   em h  e m h e mh  e mhe 2mh  1e 2m h   1– гиперболический тангенс.6) Массовая скорость воздуха wв1 не должна превышать 5 кг/(м2 с).При больших значениях возможен срыв капель с поверхноститеплообмена, унос и испарение их в потоке воздуха и уменьшениеосушающего действия воздухоохладителя;7) Принимается для дальнейших расчетов величина z наиболееблизкая к ранее принятому значению a.8) K = l / H - величина, определяющая соотношение длины и высотыаппарата (K = 1,2,3…).Расчет коэффициента теплоотдачи со стороныхолодильного агентаТемпература кипения хладоагента находится из условияравенства удельного теплового потока со стороны рабочего тела qaполученному значению qFвн (см.

п.14 таблицы 1 для выбранногозначения z). Задача решается методом последовательныхприближений функции qa=qFвн=f(t0) относительно t0, либо графоаналитически.В общем случае для нахождения зависимости qa=f(t0)можновоспользоваться формулами, описывающими процесс кипения вгоризонтальных трубах и приведенными в разделе 2.6 или частнымиэмпирическими уравнениями, использование которых даётдостаточно точные для практического применения результаты приидентичности режимов течения в проектируемом теплообменномаппарате и в экспериментах, на основании которых полученарасчётная формула.Так, например, средний коэффициент теплоотдачи при кипениихладонов в горизонтальных трубах при малых qF определяется поуравнению:α=С qFвн0,15(ρw)n,(4.4.2)где w — скорость рабочего тела, м/с; ρ— плотность жидкости, кг/м3;С и n — коэффициенты, зависящие от свойств рабочего вещества.79Для R12 они соответственно равны 23,4 и 0,47; для R22— 32,0 и 0,47;для R142 — 15,0 и 0,57.Уравнение (4.4.2) применяют при величинах qF, ограниченныхзначениями массовой скорости ρw, приведенных в следующейтаблице.Таблица 142ρw,кг/(м с)Рабочеевещество60120250400650R1215001800200025003000R2215001800200025003500R14228003000500070008000При значениях qF больше приведенных средний коэффициенттеплоотдачи находится по уравнению:α=С qFвн0,6(ρw)0,2 dвн-0,12 ,(4.4.3)илиα=0,57 qFвн0,6(ρw)0,2 d-0,2(р/ркр)0,343 .Уравнение (4.4.3) применяют при скорости жидкости,поступающей в трубы w = 0,05…0,5 м/с, ориентировочно wпринимается равным 0,05…0,15 м/с.Таблица 15РабочеевеществоR11R12R22R142- 300,330,850,950,59- 100,4751,0451.170,73t0, °C00,541,141,320,815100,6051,231,470,90300,791,47'1,251,125Средний коэффициент теплоотдачи при кипении аммиакавнутри горизонтальной трубы определяется по уравнениюα=αW[1+( αP/ αW)1,5]0,667 ,80(4.4.4)αP=13,7 θа2,33 ро0,7 .где αP - средний коэффициент теплоотдачи к аммиаку в зонеразвитого кипения;αW - средний коэффициент теплоотдачи при вынужденном движениижидкости.

Характеристики

Список файлов ВКР