Материал: Курсовая 2

Критерий Рейнольдса определяет один из 3-х режимов течения теплоносителя:

1.Re < 2300 - ламинарным;

2.2300 ≤ Re ≤ 104 - переходным;

3.Re > 104 - турбулентным.

Исходя из режима течения выбирается формула для расчета числа Нуссельта:

2. При переходном режиме:

где, C, y- коэффициент, который зависит от числа Re (см. таблицу 1)

t - поправка, учитывающая изменение физических свойств среды в зависимости от температуры (см. уравнение 7);

l - поправка, учитывающий влияние на теплоотдачу процесса гидродинамической стабилизации потока на начальном участке теплообмена (см. таблицу 2).

Таблица 1. Значения коэффициентов в уравнении.

11

Таблица 2. Поправка учитывающая гидродинамическую стабилизацию на начальном участке теплообмена.

εt = (Pr )

0,25 (7)

Prc

где, Pr - число Прандтля. Принимают по справочным данным для текучей среды при температуре теплоносителя;

Prc - число Прандтля. Принимают по справочным данным для текучей среды при температуре стенки.

3. При турбулентном режиме:

t l

Коэффициенты C, j, y, i , как говорилось ранее, определяются из таблицы 1.

При вычислении числа Нуссельта теплофизические свойства теплоносителей выбирают при средней температуре потока:

12

где, 1 2 - коэффициенты теплоотдачи от «горячего» теплоносителя к внутренней поверхности трубы и от внешней поверхности трубы к «холодному» теплоносителю соответственно, Вт/(м2*К);

∑N δ - термическое сопротивление теплопроводности стенки трубы с

i=1 λ

учетом загрязнений где,

- толщина стенки трубки, м;

- теплопроводность материала теплообменника, Вт/(м*К).

Выбираем подходящий вариант по заданию. Для двух схем движения теплоносителей – прямоточной (↑↑) и противоточной (↑↓), θm:

ln θ1

θ2

где θ1 , θ2 - разности температур между «горячим» и «холодным» теплоносителями на входе и выходе ТА, .

Для схемы «прямоток»:

13

Для схемы «противоток»

Определяем площадь теплообмена, м2:

Находим число секций, шт:

После нахождения количества секций округляем в большую сторону до целых чисел.

14

Расчетная часть

Прежде, чем приступить к самому расчету, необходимо подготовить исходные и справочные данные. Справочные данные берутся по средней температуре ТН в ТА.

между внешним диаметром малой трубы (стенка соприкосновения 2-х теплоносителей) и внутренним диаметром большой трубы (кожуха). Поэтому расчищаем его сразу и закрепим за холодным теплоносителем (ХТН):

dэкв = D1 − d2 = 0,048 − 0,035 = 0,013 м

Чтобы не запутаться используем сразу систему СИ и переведем в неё все справочные данные.

Таблица 3. Исходные данные (горячего ТН)

Таблица 4. Исходные данные (холодного ТН)

15