Тепловой расчет центрального охладителя (ЦО). то сначала рассчитываем поверхность теплообмена из уравнения теплопередачи

если 1,5

то сначала рассчитываем поверхность теплообмена из уравнения теплопередачи

Q_масл=k∙F t

а затем общую длину трубок маслоохладителя.

Q_масл– общее количество теплоты, передаваемое от масла к воде (без учета потерь теплоты в окружающую среду)

k – коэффициент теплопередачи, Вт/м²*К

∆t – температурный напор, равный средней разности температур конденсирующегося пара и охлаждающей воды

Во всех случаях надо проектировать противоток или более сложные (эффективные) относительные движения теплообменивающихся сред.

Чаще всего вода движется внутри трубок, охлаждаемое масло – в межтрубном пространстве, омывая трубки поперечным потоком.

Из уравнения теплового баланса:

Q_масла= G_масла∙с_масла∙(t_{2 масла}- t_{1 масла})≡

≡G_воды∙с_воды∙(t_2воды- t_1воды)

расход пресной воды:

G_воды= =

4429688/4,175∙(45-42)∙3600=98,2(кг/сек)

расход масла

G_масла= =

4429688/1,873∙(60-50)∙3600=65,7(кг/сек)

Из уравнения сплошности:

F∙w=G∙v,

где F – площадь живого сечения, м²

w – скорость движения теплоносителя, м/с

G – расход теплоносителя, кг/с

V – удельный объем теплоносителя, м³/кг.

Определяем площадь живого сечения трубок, обеспечивающую пропуск рассчитанного выше расхода охлаждающей воды внутри трубок

F_сеч= _воды= =0,05 м²

С другой стороны:

F_сеч= n,

Тогда количество трубок в одном ходу забортной воды

n= =4∙0,05/3,14∙0,019²=168,45=169 трубок

Рассчитанное количество трубок округляем в большую сторону.

Тогда действительная скорость забортной воды, движущейся внутри трубок

w= =4∙98,2/3,14∙0,019²∙169∙992=2,06 м/с

Определяем коэффициент теплоотдачи от стенки к воде, для этого рассчитываем:

-число Рейнолдса:

Re= =2,06∙0,019/0,659∙10^-6=59393

при значении R 10⁴ течение воды является развитым турбулентным и число Нуссельта рассчитываем по формуле

Nu=0,021∙Re^0,8∙Pr^0,43=0,021∙59393^0,8∙4,31^0,43=259,43

В расчетах определяющим размером является внутренний диаметр трубок маслоохладителя, а определяющей температурой – средняя температура воды

259,43∙0,634/0,024=6853 Вт/м²К

где – коэффициент теплопроводности пресной воды

Определяем коэффициент теплопередачи от масла к стенке одиночной трубы (переход к пучку труб увеличит коэффициент теплоотдачи, особенно при шахматном расположении труб, то есть рассчитанная таким образом теплопередающая поверхность МО будет иметь некоторый тепловой запас)

₂=1,3∙640∙ ∙(1+0,006∙t)=1,3∙640∙ ∙(1+0,006∙55)=

=18704Вт/м²К

Определяем коэффициент теплоотдачи в зависимости от отношения

d_нар/d_вн<1,5

k= + = + =4487,77Вт/м²К=4,488 кВт/м²∙К

где - толщина стенки трубы, м

– коэффициент теплопроводнности материала трубы.

Здесь – разности температур теплообменивающихся сред на концах теплообменного аппарата.

2

то можно использовать арифметический температурный набор, рассчитываемый из соотношения

= =((60-45)+(50-42))/2=11,5

Определяем длину маслоохладителя l _масл в зависимости от отношения d_нар/d_вн 1,5

поверхность теплообмена маслоохладителя

4429688/3600∙4,488 ∙11,5=23,9 м²

Из формулыF_мас= d_нар∙ l _мас∙n∙z_воды

l _мас=F_мас/ d_нар∙n∙z_воды=24/3,14∙0,022∙169∙2=1,03 м

где n – количество трубок в одном ходу пресной охлаждающей воды

z_воды – число ходов воды (от 2 до 6)

Определяем диаметр маслоохладителя

D= = = 0,63 м

где – шаг труб (обычно 1,3d_нар=0,022∙1,3=0,029

– коэффициент заполнения трубной доски (обычно для многоходового теплообменника =0,8).

Необходимое «живое сечение» для пропуска масла между трубками теплообменника

F_{м тр}=G_масл/ _масл∙w_масл= 65,7/875∙2=0,037 м²

Количество ходов масла между трубкам

Z_масл=[0,785(D²-n∙d²_вн)]/F_{м тр}=(0,785(0,63²-169∙0,019²))/0,037=7,13

принимаем 8

По рассчитанным данным разрабатываем эскизный проект маслоохладителя.

Date: 2015-07-17; view: 960; Нарушение авторских прав