Боришанский Справочник по теплопередаче (555275), страница 39
Текст из файла (страница 39)
ГЛАВА СЕМНАДЦАТАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ АППАРАТОВ !7-!. Общие сведения Гидравлический (аэродинамический) расчет теплообменного аппарата сводится к определекню потерь давления по тракту каждого из теплоносителей от входа в аппарат до выхода из него. Обратный расчет сводитсн к подбору необходимых проходных сечений при заданном перепаде давления, Общее падение давления по тракту складывается из потерь в элемеатах аппаратов: входных и выходных патрубках, камерах я коллекторах, в трубных пучках я т. п.
Основные потери давления имеют место обычно в частях аппарата, образующих поверхности теплообмена (прямые трубы, змеевики. щелевые каналы и т, п,), Полный перепад'давления по даяному тракту аппарата в общем случае определяется формулой: (17-1) йР=ЕйР1, ' где йр! — перепад давления на рм участке тракта. Все сопрртивдення делятся на два основных типа — л и н ей нов с о п р о т и в л е н я е трубопровода, распределенное по всей его длине, и -местные со противления, локализованные иа не()олйшнх участках гранта, у 17 2] Сопротивление при течении внутри труб и каналов 28] 17-2. Сопротивление при течении внутри труб и каналов Осиовиая расчетная формула: Ыр ю'1, т — г(гв — — = й — + — гв —.
ох мР 2ДР Д ях Здесь р [нГ/мэ] — давление в потоке; ю[лг сен] — средняя расходная скорость жидкости в трубе; 7[нг/лг'] — удельный вес жидкости в даияом сечении (отиесеииый к средней по сечению температуре потока); Р [лг] — диаметр (виутреииий) трубы; у [лг/сека] — ускореиие силы тяжести; („,в — коэффициеит гидравлического трения При течении несжимаемой жидкости (7 = сопз!) в прямой трубе ~йю постоянного сечения — = 0 и второй член (17-2) превращается в нуль: ах юэт( ~Р 23Р ' где Е [м] — длина рассматриваемого участка трубы. Лля жидкости с меияющейся плотностью Е Пю| Г 7, ю, (м, — юь) др = — 1 4 юг(х + 23Р,1 ыр у о При движении газа с изменением температуры от 1, до (з (17-3) (17-4)' Е т~ээ1 ! — !» !1 тю бр=~ ~~ йа(х 1-2 чЯЕР ~ мр Т 22 (17-4а) е При течении в иекруглой трубе расчет ведется по формулам для круглой трубы, ио вводится эквивалеитяый гидравлический диаметр по формуле (7-24).
Коэффипиеит сопротивлеиия ч остается ппстояииым по ддиие ыР для труб с Е ~ЗОР. При изотермическом ламинарном течении (((е ч"..2300) А Р КЕ (!7-5) шРэн где Не= — „; коэффициент А берется по'табл, 17-11, При изотерчическом турбулеитиои течении в гладких трубах: При 5 ° 10э (Не с, 100 !О' [Л. 17-Е7, 17-20] 0,31б ь = — =; .. '(17-6) мр 282 (Гл. 17 Гидравлический расчет аппаратов Таблица 17-! Значении эквивалентного диаметра н коэффициента А в формуле (!7-5) а О Форме поперечного сечения Круг днеметроч бт Эллипс а-мелвя ось, Ь-большвя ось 67 Кведрвт со егоровой а Круглое «олька шнрнвой а нри )(еу!00!О' (Л.
17-18)' 1 0 ° .и = (1,8215 йе — 1,64)' (!7-()4 для течения прн не > 40ч предложено много рвсчетныл формул, не врвктвчесвв все сшн дают одвн в те же результеты. Ревносторонннй треугольннк со стороной а Ревнобедренгый треугочьннк с основеввем а Угол прн вершчне 3 20' То же, 3 40" То же. б 80' То же, 3-30' То же. 7-400' ОЛ 0,2 0,3 0,6 г,бба 4,60а 4,44а !.30а 0.34а 0,70а 0,47 а 0,4!а О,Эба 78 гб 73 68 62 64 63 62 62 6 17-2] Сопротивление яри течении внутри труб и каналов 283 При веизотермическом ламинарном течении в трубах ()(е < 2300) [Л, 17-16] сжр — — ф,р( — ~); (Псв) !! при 60 <Ре — <1,5 10з Е -о.з я=23 Ре — ) ( — ) (17.9а) )) при 1,5 1О'<Ре — <30.!Оз Ь н 0,535 (Р ) ( '"') (17-96) Здесь 4 — козффипиент сопротивления прв изотермическом тече.
о нии по формуле (!7-5); р — коэффициент вязкости при температуре стенки; р, — то же при температуре жидкости на входе в трубу. Физические характеристики в критерии Ре отнесены к темпера-' туре при входе в трубу. При неизотермическом турбулентном течении в гладких трубах: е для газов — отношение о ]с — по формулам (17-6) или(17-7)] ВЦУ берется в зависимости от температурного фактора ф усж.
т, при 0,5 <ф< 1,0 о 1,27 — 0,27); 6.р 4~~ (Пп10а) при 1,0 <ф <65 (17.11) прв охлаждении жидкости — т ! Я. (17.106) 4жр Юля иеметаллических жидкостей при (33.10'< ке <25.10'); 0,3< и "<36! 1,3<1г<160 ]Л. 17.16] рв ['Тл, !7 Гидравлический расчет апяирагов 284 О 22 Рг (17-! 2) при нагревании жидкости и = 0,14.
Физические характеристики (кроме !л ) отнесены к средней тем. пературе потока Т;, ь~ — по формулам для изотермического течения при отнесении характеристик к Т,. лсля металлических жидкостей при отнесении физических харак. тернстик к Т, о 4 Шероховатость стенки трубы влияет иа гидравлическое сопро. тивление только при турбулентном течении жидкости и прн числах ме, превышающих некоторое значение, зависящее от относительной й шероховатости —, где Л вЂ” расчетная высота бугорков шероховата.
В ' стн. Шероховатость разделкют иа двз основных типа: 1) острые и коротковолновые неровности илн отчетливо выраженная зернистая шероховатость. Такой тнп шероховатости имеет место в стильных, чугунных, цементных трубах; 2) волнистая шероховатость, характерная для строганиого дерева, асфальтированного листового железа и т. п. Схематические изображения этих шероховатостей и соответствующих зависимостей й от ке даны на рнс. 17-1. Закон сопротиаленйя для равномарно зернистой шероховатости показан на рис. 17-2 (Л. 17-21). Как видно, при достаточно больших числах яе великана г зависит только от относительной шеро.
Й у ховатости — ~ кривые построены по значениям обратной величины 0 (ь Рнс. !Г-!. Тяни шероховатостей н вх влняняе н» яоэффнцвент совротввленвн трения л в у — верннствн с болыовм внвтеввем —; у — верннствя с малым —; 3 — воротяовол. гт' ,55 ' волан; 5 — волнвстаяс 5 — гладкие трубы !эвкон влванусв) ф 17.2] Сопротивление при течении енйтри труб и канодов Я35 у(а йр,Ю йе йй 42 йр фй йе Урггв йу рве. !7.2. Завов сопротваленвв ден однородной аерннстой шероховатости 1л. гт-эц.
о гг гг о о о 21 — -зо; 21 — -а; г1 — - ше; н1 — -эш; д1 — -нм; в1 — - юы д ' д д ' д ' й ' д 0'х — ). При этом имеет место квадратичный закон сопротивления. В реальных стальных трубах, вследствие неодинаковых высот выступов, ичеет место плавный переход от закона сопротивления гладких труб к квадратичному закону (рнс.
1У-Зр В области квадратичного закона сопротивления в технических трубах [Л. 17-21[ (17-13) ~1,74+ 2!р — ) где Ь вЂ” эквивалентная шероховатость трубы, т. е. высота выступов в трубе с равномерно зернистой шероховттостью, для которой козффиннент сопротивления равен 4 данной трубы. тн,е Начало перехода к квадратичному закону сопротивления определяетсн [Л. 17-14[: сг Яе„= (120 —,) Средние значения Ь для различных случаев приведены в талл. 17-2. Нов ~е трубы имеют шероховатость в 3 — 4 раза меньшую, чем трубы, бывшие в эксплуатации или долго подвергавшиеся воздей- ствию атмосферы. [Гл.
12 Гидравлический расчет аппаратов 286 О/й УРР У2о УОР Оруд ВУР582 ОО РРУОУРг РР ООУРт82 ги ОВуРОР— — с' Ь вЂ”.я' — -и — я ( Ряс. !7-З. Эакон сопротявленвя для стальных пронышленных труб Пункт»рная линн» вЂ” трап»на перехода х квадрат»»но»у авкону сопротввлеван В большинстве случаев для труб, применаюшнхся в аппаратостроении, в области квадратичного закона сопротивления 0,025 —: 0,035.
Величина с в области квадратичного закона сопротивления не я прнктическн не зависит от теплообмена. Физические характеристики следует относить к средней температуре потока Тм Гидравлическое сопротивление изогнутых труб больше сопротивления прямых. Имеюаьнеся по этому поводу экспериментальные данные не очень хорошо согласуьотся между собой. 3 ~~ РДУР ф й ч»РР $ ь Я. 9.
срРОР ф гРО ОРО 850 оРР йОР ЮРО 7РО ОРР УРРР 288 РРР 2РРР ОООО ВРОР РОРО О~Ой и 17-2! Сопротивление нри течении внутри труб и каналов 387 Таблица 77-2 Средние значения эквивалентной шероховатости а [Л. 17-7, 17-14~ а, мм Стальные трубопроводы О,! 0,5 0,8 1,0 0 0015-0 О! 0.3 УРР а б е У 8 Я УР УУ Рис. 17-(.
Поправка на кривизну к коэффициенту сопротнвлеиия изогиутыт труб «эм Коэффициент сопротивления змеевика. (лр — «оэффициент сопротявпенвя прямой трубы той же длины трубопроводы нз новы~ труб, в том чясле станционные паро- проаолЫ оерегрегого пара теплофнкационнме паропроводы перегретого пара и водяные теплопроводы «ра деаэрации н химической очистке подпиточиой волы Паропроаоды насыщенного пара н водяные теплопроводы при ьезначительных утечках воды (до О,бч) и деаэрацни подпитки паронроводы, работающие йериоднчески (с пьостоямн).
н конденсатопроводы с открытой системой ьозврата конденсата ... Воэдухоп,оводы «ж того воздуха от поршневых компрессоров н турбокочпрессоров Конленсатопроводы. Работающие периодически водяные тепло- проводы прн отсутствии деаэрацнв и химической очистки воды н прн больших утечках нз сети (до 1,5-Огв) Н е с т а л ь и ы е м е т а л л и ч е с к я е трубы Чистые цельнотянутые трубы из латуни.
меди н свинца Новые чугунные трубы с эалнтмчи н хорошо изглаженными стмкачи Менее аккуратно уложенные новые яли очищенные чугунные трубы Не металлические трубы н каналы Чистые трубы из стекла Реэнноаы, шланг . Прорезиненный льняной или пеньковый шланг Каналы нэ березовой фанеры (продольной) то же нз сосновой Керамиковые трубы . Кирпачная кэадка на цементном растворе .... бета. ированные каналм 0,0015 — 0,01 0.01 — 0,03 0,8 — 0.8 0,005-0,05 0,10 0.(5 — 8,0 0,8 - б,О 0,8 — 9.0 (Гл. !7 Гидравлическибг расчет аппаратов ~88 а) Втг ф Овр У,И тветгуиг з а бб вера убг я а бю в ге' жггюувз Ц03 б,'р Л' урбр убг г ф рг гтрееуе~ир Рне.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
