Тепловой конструктивный расчет

Характер течения определяется по критерию Рейнольдса

Re=ωd/ν

Для первого теплоносителя

Re₁=ω₁ d₁/ν₁

Определяем расход воды

G=m/ρ м³/с

Скорость потока

ω₁=G/F

Для кольцевого сечения

F=π(D²-d₁²)4

ω₁=G₁/F₁

Для кольцевого канала находим эквивалентный диаметр

d_э= =D+d₂

Для второго теплоносителя

Re₂=ω₂ d₂/ν₂

Выбор критериального уравнения

Для турбулентного режима (Re>10⁴)

Nu=0.021Re^0.8Pr_ж^0,43(Pr_ж/Pr_ст)^0,25

где Pr=ν/a, a=λ/cρ

Для жидкости

a₁= λ₁/cρ₁=0.674/973*4190=1.65*10^-7 м²/с

Pr_ж1=ν₁/a₁=0,374*10^-6/1,65*10^-7=2,26

Для стенки

a_ст= λ_ст/cρ₁=70/973*4190=1,71* 10^-5 м²/с

Pr_ст1=ν₁/a_ст=0,374*10^-6/1,71*10^-5=0,02

Nu₁=0.021*(193957)^0,8*2,26^0,43(2,26/0,02)^0,25=1651,5

Для кольцевого канала

Nu=0.017Re^0.8Pr_ж^0,4(Pr_ж/Pr_ст)^0,25(D/d₂)^0.18

Для жидкости

a₂= λ₂/cρ₂=0.62/995*4190=1.49*10^-7 м²/с

Pr_ж1=ν₂/a₂=0,777*10^-6/1,49*10^-7=5.21

Для стенки

a_ст= λ_ст/cρ₂=70/995*4190=1,68*10^-5 м²/с

Pr_ст2=ν₂/a_ст=0,777*10^-6/1,68*10^-5=0,046

Nu₂=0.017*40154 ^0,8*5,21^0,4(5,21/0,046)^0,25*(0,054/0,039)^0,18=546,4

Определение Коэффициентов теплоотдачи

α= (Nu* λ)/d

α₁= (Nu₁* λ₁)/d₁ = Вт/(м²*К)

α₂= (Nu₂* λ₂)/d₂ = Вт/(м²*К);

Нахождение коэффициента теплопередачи

k=

гдеα₁ – коэффициент теплоотдачи от горячего теплоносителя к стенке;

d₁- диаметр внутренней трубы, м

λ_ст - коэффициент теплопроводности стенки, Вт/(м*К)

α₂ - коэффициент теплоотдачи от стенки к холодномутеплоносителю

d₂- диаметр наружной трубы, м

Уравнение теплового баланса

Q₁=m₁C₁(t₁’-t₁’’)=m₂C₂(t₂’’-t₂’)

C₁=C₂ т.к. обе жидкости – вода

m₁(t₁’-t₁’’)=m₂(t₂’’-t₂’)