Гидравлический расчет кожухотрубчатых теплообменных аппаратов

 

Целью гидравлического расчета является определение величины потери давления теплоносителей при их движении через теплообменные аппараты. При этом раздельно проводится расчет потери давления при прохождении теплоносителей через трубы (DР_тр) и в межтрубном пространстве (DР_мтр).

 

Расчет потери давления в трубном пространстве

 

Гидравлическое сопротивление трубного пространства теплообменного аппарата определяется по уравнению

                        , Па                    (19)

где w_тр – скорость теплоносителя в трубах, м/с;

l – коэффициент трения;

Sx – сумма коэффициентов местных сопротивлений.

Скорость теплоносителя в трубах

                        ,                                   (20)

где G_тр – массовый расход (кг/с) теплоносителя, подаваемого в трубное пространство (вопрос подачи теплоносителей в трубы и межтрубное пространство рассмотрен в 2.6).

Коэффициент трения при Re_тр > 2300 можно определить по выражению

              ,                                (21)

где  – относительная шероховатость труб; D – высота выступов шероховатости (для стальных труб можно принять D = 0,2 мм; для труб из другого материала – по таблице XII [2, с. 519] или по таблице XI приложения).

Коэффициент трения можно определить графически (рисунок 32).

Коэффициенты местных сопротивлений потоку, движущемуся в трубном пространстве:

x_тр1 =1,5 – входная и выходная камера;

x_тр2 =2,5 – поворот между ходами;

x_тр3 =1,0 – вход в трубы и выход из них.

Местные сопротивления на входе в распределительную камеру и на выходе из нее следует рассчитывать по скорости потока в штуцерах w_{тр шт}. Диаметры штуцеров нормализованных кожухотрубчатых теплообменников приведены в таблице VIII приложения.

                                 , м/с

где d_шт – диаметр штуцера, м.

С учетом изложенного уравнение (19) имеет вид

,  (22)

где z – число ходов по трубам.

 

Расчет потери давления в межтрубном пространстве

 

В межтрубном пространстве гидравлическое сопротивление можно рассчитать по формуле

                        .                             (23)

Скорость жидкости в межтрубном пространстве определяют по формуле

                            ,                                 (24)

где S_мтр – наименьшее сечение потока в межтрубном пространстве (см. таблицы IV…VII приложения).

Коэффициенты местных сопротивлений потоку, движущемуся в межтрубном пространстве

x_мтр1 =1,5 – вход и выход жидкости;

x_мтр2 =1,5 – поворот через сегментную перегородку;

x_мтр3 =  – сопротивление пучка труб;

где ; m – число рядов труб, которое приближенно можно определить по выражению  с последующим округлением полученного значения в большую сторону до целой величины.

Сопротивление входа и выхода следует также определять по скорости жидкости в штуцерах, диаметры условных проходов которых приведены в таблице VIII приложения.

Число сегментных перегородок зависит от длины и диаметра аппарата. Для нормализованных теплообменников эти числа приведены в таблице IX приложения.

Расчетная формула для определения гидравлического сопротивления в межтрубном пространстве имеет вид

, (25)

где х – число сегментных перегородок;

m – число рядов труб, преодолеваемых потоком теплоносителя в межтрубном пространстве.

Примеры теплотехнического и гидравлического расчетов поверхностных теплообменных аппаратов приведены в [1, с. 66-85; 2, с. 213-246; 3, с. 104-117; 5, с. 95-153].

 

---

Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 2726; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!