Контрольная работа: Расчет оптимального теплообменника по параметрам эффективности теплопередачи

F = = 429 м² .

Определенное значение площади поверхности является теоретическим. На практике имеется ряд стандартных теплообменников с определенными площадями теплообмена и другими параметрами. Выбираем из каталога стандартных теплообменников [1] ближний больший по площади теплообменник. Это кожухотрубчатый теплообменник, имеющий следующие параметры и их значения:

– площадь поверхности теплообмена – F = 444 м² ;

– длина труб – L = 6 м;

– диаметр кожуха – D_к = 1 м;

– наружный диаметр труб – d_н = 0,02 м;

– число ходов – z = 1;

– внутренний диаметр труб – d_вн = 0,016 м;

– количество труб – n = 1178.

Теперь необходимо рассчитать уточненное значение коэффициента теплопередачи (К_у ). Оно необходимо для того, что бы в дальнейшем проверить, подходит ли нам выбранный из каталога теплообменник. Уточненное значение коэффициента теплопередачи можно определить по формуле:

К_у = . (6)

Здесь:

б_тр и б_мтр — коэффициенты теплоотдачи для трубного и межтрубного пространства теплообменника соответственно;

У — сумма коэффициентов загрязнения, зависящая от среды (справочное значение [1]).

Коэффициенты теплопроводности б_тр и б_мтр определяются в зависимости от режима движения потока. Режим движения определяется критерием Рейнольдса (Re_i ):

Re_i = , (7)

где: w_i — скорость движения i-го потока;

d_i — диаметр i-го сечения;

с_i — плотность i-го потока (из справочных материалов [1]);

м_i — вязкость i-го потока.

Скорость движения потока определяется по формуле:

w_i = , м/с, (8)

где: V_i — объемный расход i-го потока,

S_{сеч_ i} — площадь сечения трубного или межтрубного пространства для соответствующего потока.

Для трубного и межтрубного пространства площадь сечения определяется по формулам (9) и (10):

S_{сеч тр} = ∙ n , м² , (9)

S_{сеч тр} = – ∙ n , м² , (10)

S_{сеч тр} = ∙ 1178 = 0,2367 м² ,

S_{сеч тр} = – ∙ 1178 = 0,4151 м² .