Saada oma hea töö teadmistebaasis on lihtne. Kasutage allolevat vormi

hea töö saidile "\u003e

Selleks, et intensiivsem soojusvahetusprotsess oleks vaja: suurendada soojusvaheti ja soojust töötatakse kandeaine kiirusega, mis vähendab hüdrodünaamilist kihti soojusülekande paksuse pinnale; Maksimaalne tõhusalt kasutage pesevate pindade pindala soojusvahetuseks jne.

Soojusvahetite arvutused. Järgmised arvutused viiakse läbi soojusvahetite konstruktsiooni jaoks: termiline, struktuurne, hüdrauliline, vastupidav, tehniline ja majanduslik - viimased viiakse läbi mitmes versioonides. Soojusvaheti kujundamisel on valitud optimaalne valikMääratud: soojusvaheti, masside, mõõtmete, suuruste jms tõhusus.

Õpilased, kraadiõppurid, noored teadlased, kes kasutavad oma õpingute teadmistebaasi ja töötavad, on teile väga tänulikud.

Postitas http://www.allebe.ru/

Soojusvaheti arvutamine

1 . Määratlusvoolamajahutusvedelikud

Voogude liikumise vastastikune liikumise suund soojusvaheti kõigis ülesannete variantides on vastu võtta vastupidise vastu.

Jahutusvedeliku tarbimine (kg / s) määravad soojuse tasakaalu võrrandi : G. ribaC. riba (t. riba K.- t. riba H.)= G. 1 C. 1 (t. n H.- n K.)

alates G. riba \u003d, kg / s (1)

kus P ja C p on toote ja soolvee soojusvõimsus, vastavalt J / (kg).

Vedelike soojusvõimsus aktsepteeritakse keskmise temperatuuriga. Puuduvad väärtused määravad interpolatsiooni.

Vedelike keskmine temperatuur (c) määratakse valemite järgi:

Toote t n cf \u003d, koos (2)

Sest soolvee t p cp \u003d, c (2 1)

Jahutusvedeliku temperatuur T R K külmkapi väljalaskeava juures me küsime! Tuleb meeles pidada, et T R K suurenemisega väheneb soolvee tarbimine; Kuid keskmine temperatuuri erinevus väheneb. Temperatuur T P K on võetud esialgse temperatuuri kohal T p H 9-16 S

Temperatuur küttevedeliku T K juures väljundis me küsime!

K-temperatuur T K-d võetakse esialgse temperatuuri kohal T p kuni 9-6 s

2. Keskmise temperatuuri erinevuse määratlus

Keskmine temperatuuri erinevus (c) on üldiselt määratletud kui keskharraformi temperatuuri erinevuste äärmuslikest väärtustest;

Et määrata keskmise temperatuuri vahe meedia, kasutades valitud jahutusvedeliku liikumise skeemi, on vaja ehitada graafiku temperatuuri muutus meedia piki pinda ja arvutada suurem t b ja vähem t m temperatuuri vahe:

t b \u003d t p h -t R K, C (4)

t m \u003d t p k-d p h, c (5)

kui DT B, DT M on suur ja väiksem temperatuuri vahe kuuma ja külma jahutusvedeliku vahel soojusvaheti otstes.

Ja kui DT B / DT M? 2, siis DT CF. \u003d (DT B + DT M) / 2 (6)

3. Määratlusläbimõõdudtorusoojusvahetusjaka

Vedelike liikumiseks on kaks võimalust:

Soolvee (vesi) liigub mööda sisemist toru ja toode blokeerimisruumis.

Toode liigub mööda sisemist toru ja brines (vesi) Intercouxi ruumis

Toruruumi liikuva vedeliku võrrandist (sektsioon S 1, et määrata väiksema toru sisemise läbimõõduga (D B, M) sisemise läbimõõduga (D B, M).

d b \u003d 1,13, m või d b \u003d 1,13, m (7)

Vedeliku voolu võrrandile, mis liigub rõngakujulises osas (S 2), et määrata suure toru siseläbimõõdu, m:

D b \u003d, m või d b \u003d, m (8)

kui 1, 2 on vastavalt vedelike liikumise kiirus lukustus- ja toruruumides, mis on saadud (0,7-2 m / s);

p, P - vastavalt toote ja soolalahutuse tihedus (kg / m3) (vesi.

Lõpuks aktsepteerige (vastavalt GOST 9930-78 läbimõõdule toru DN ja D H lähima arvutatud. Soovitatav kasutama korpus toru alates välistingimustes läbimõõt D. n. - 57, 76, 89, 108, 133, 159, 219 mm.

4. Määratluskoefitsientsoojusülekanne

Soojusülekande koefitsient (K, W / (M2 * K) määratakse kindlaks, võttes arvesse saastumise termilist resistentsust jahutusvedeliku küljest:

K \u003d (1/1 + 1/2 + R CT) -1, w / (m 2 * k) (9)

kui 1, 2 on vastavalt soojusülekande koefitsiendid küttejahutusveoks toru seinale ja seina soojendusega vedelikule, W / (M2H);

R CT - toru M2 / (W * K) seina termiline takistus;

R ct \u003d st / st + kN / koputatud, (m 2 * k) / w.;

kus St, ZAG - toru ja saastumise metalliseina paksus, m; (ZAG võtta 0,5-- 1 mm);

Toru soojusjuhtivuse koefitsient toru, W / (M * K);

Külmikute saastumise termilise resistentsuse suurus külmkappide jaoks, millest soojusvaheti pinnale paigutatakse reostuse, mis võtab võrdne 0,0002 (m 2 * k) / W.

4.1 Määratluskoefitsiendidsoojusülekanne

Suurus soojuspumba koefitsientide sõltub hüdrodünaamilistest teguritest, nende füüsikalistest parameetritest geomeetrilistele suurustele soojusvahetuspinna ja on keeruline funktsionaalne sõltuvus, mida rakendatakse kasutades sarnasuse teooriat kriteeriumide võrrandiga, iseloomustades soojusvaheti intensiivsust W / (m 2 h)

Nu \u003d (10), kus saab p, p \u003d (11)

Kui mõlemad jahutusvedelikud on vedelikud ja liikumine on sunnitud (näiteks pumba sööt), on NUSTElt kriteerium reynoldsi ja PRYDLA kriteeriumide funktsioon: NU \u003d F (RR)

Sellisel juhul peate kõigepealt kindlaks määrama mõlema keskkonna Reynolds ja Prandla kriteeriumid:

kui söötme liikumine torudes (aktsepteeritud vahemikus 0,7-2 m / s);

- koefitsient dünaamiline viskoossus Vedelikud, PA s.

d. - ekvivalentne toru läbimõõt, m;

jaoks sisemine toru d. eK. = d. B. , m.

jaoks rõngas sektsioonid d. eK. = D. B. - d. H. , m.

l. - vedeliku soojusjuhtivuse koefitsient (soolveega, toode) .w / (d).

Seejärel vastavalt kehtestatud vedeliku liikumise režiimile, et lahendada NUSETTA kriteeriumi võrrandi valemiga:

a) Turbulentse liikumise režiimi jaoks (RЕ\u003e 10000)

Nu \u003d 0,023 RE 0,8 PR 0,8 \u003d 0,02337219 0,8 13,2 0,4 \u003d 184,7 (13)

b) üleminekurežiimi jaoks (10 000\u003e RE\u003e 2300)

NU \u003d 0,008 RE 0,9 PR 0,93 \u003d 0,9 6,1 0,43 \u003d 31,945 (13 1)

Kui arvutamisel uuesti<10000, необходимо определить новые скорости движения теплоносителей, при которых режим движения будет турбулентным или переходным. Принимают значения критерия Рейнольдса 10000-15000, тогда: щ труб. = (10000-15000)щ/Re, (14)

Torude kiiruse väärtuse asendamine valemis (7) Määrake sisemise (soojusvaheti) läbimõõdu ja lisaks valemiga (8) välimise korpuse toru läbimõõduga, määrame me Reynoldsi kriteeriumi väärtusi .

Sobivate liikumisrežiimide puhul, mis kasutavad kriteeriumi väärtuste numu, määratakse soodsate soojusülekande koefitsiendid, W (M2C) soolvee ja toote valemiga (11).

soojusvaheti arvutamise temperatuuri vedelik

5. Määratluspindsoojusvahetusjapõhilinesuurusedsoojusumbesvahetus

Soojusvahetuse pind (F, M2) määratakse soojusülekande võrrandist ja on võrdne

F. = , m 2 (15)

Q \u003d G N C N (t N H -T P K), (W) (16)

kus q-- toote kogus möödunud tootest W;

C 1 - Toote soojusvõimsus, J / (kg ° C).

Lõpuks on soojusvaheti soojusvaheti pind rida

F \u003d 2,5; 4.0; 6.0; 10; viisteist; Kakskümmend; kolmkümmend; 40; viiskümmend; 80 m 2.

Soojusvahetusega seotud torude aktiivse pikkus (m)

L. = . m (17)

kus d p - hinnanguline läbimõõt, m;

Arvutatud läbimõõt võetakse:

d. Riba == d. Sisse jaoks 1 2 (18)

d. Riba = 0,5 (d. B. + d. H. ) jaoks 1 2 ;

d. Riba = d. H. jaoks 1 2

Disaini kaalutlustel põhineb ühe elemendi pikkus ja seejärel on üksuste (PCS) koguarv:

kus l. el- Puhastamine torude TA (võrdub 1,5; 3,0; 4,5; 6,0; 9,0; 12 m)

Teades elementide koguarv peab toimuma hüdraulilise arvutamisel kasutatava paigutuse vooskeemiga.

6. Määratlusläbimõõdudpiskv

Rõngakujulise sektsiooni sisend- ja väljalaskeava diameetrid (d p, m) määratakse valemiga:

d. pv (S2) = 1,13 , m või d. pv (S2) = 1,13 , (20)

Sisemise toru pihustuste läbimõõdud on võrdne selle sisemise läbimõõduga. D. pV ( S. 1) \u003d D B, m.

Lõpuks aktsepteeri vastavalt GOST 9930-78 välispindade läbimõõtutele (D mon ( S. 1) ja D. mon ( S. 2) ) millest nad toodavad pihustid, lähima arvutatud.

Teades D. mon ( S. 1) ja D. mon ( S. 2) me teostame selle elementide ühendamiseks äärikute valiku.

Torujuhtmete ühendamiseks ja korpuse ühendamiseks kasutatavad hästi sisaldavaid ühendeid, mis koosnevad kahest äärikutest ja nende vahelist sandricked.

7. Hüdraulika-maksminesoojusvahetus

Hüdraulilise arvutuse eesmärk on määrata kindlaks soojusvaheti hüdraulilise resistentsuse suurus ja piima ja soolvee pumpade pumpade võimsuse määramine.

Hüdrauliliste takistuste arvutamiseks soojusvaheti korral on lähteandmed eelnevalt määratletud:

Osa elementide arv;

Osade arv;

Arvutus põhjustab kaks korda toru ja intercouxi ruumi eraldi.

Täielik rõhukadu soojusvaheti (P, PA) arvutatakse võrrandi järgi

P \u003d P SK + R TR + R MS + R alla, PA (22)

kus R SK-rõhk surve voolukiiruse loomiseks soojusvaheti väljalaskeava juures (PA);

R Tr -Poteri rõhk hõõrdumiskindluse ületamiseks, (PA):

R MS - surve kaotamine kohaliku vastupanu ületamiseks (PA)

P surve maksumuse all vedeliku tõusule, (PA).

7.1 KuludrõhkkohtaloovutamakiirusÜleujutus

R SK \u003d PA (23)

kus on seadmes vedeliku liikumise kiirus, m / s;

- Vedela tihedus, kg / m 3.

7.2 KaotusrõhkkohtaÜletamineväedhõõrduminen / M. 2

R tr \u003d, PA (24)

kus L. - torude kogupikkus, m:

d EQ - ekvivalentläbimõõt, m;

jaoks sisemine toru d. eK. = d. B. , m.

jaoks rõngas sektsioonid d. eK. = D. B. - d. H. , m.

- hõõrdekoefitsient sõltuvalt liikumisrežiimist (re); Ja ebaviisakas seinte kareduse aste (arvutamisel \u003d 0,02--0.03).

7.3 Surve kaotamine kohaliku takistuse ületamiseks (pöörlemine, kitsenemine, laiendamine jne)

R ms \u003d, PA (25)

kus o-- koefitsientide summa kohaliku vastupanu.

O loendamisel on vaja kasutada paigutusskeemi

7.4 Kuludrõhkkohtaronimavedelikud

Riba All = g. H., PA (26)

kus G on vaba sügisel kiirendus, m / s 2;

Vedela tihedus, kg / m 3

H on vedeliku tõstmise kõrgus, m

h i -put üks element, m (määrati graafiliselt vastavalt selle joonisele)

H väärtuse arvestamiseks kasutame paigutuse paigutust.

H \u003d (H i * x) + d sisse + h. n , M. - rõngakujulise sektsiooni jaoks;

H \u003d (H i * x) + D B, m - sisetoru jaoks.

7.5 Võimsus,tarbitudmootorpump(N., kW)

N. = , W (27)

kus - G - vedeliku voolu, kg / s;.

Pumbatud vedeliku tihedus, kg / m 3

P - rõhu kadu aparaadi, N / M2;

K. P. Pump (tsentrifugaal - 0,6--0,7).

Postitatud Allbest.ru.

...

Sarnased dokumendid

Soojusülekande koefitsientide valik ja soojusvaheti pinna arvutamine. Parameetrite määramine toru ja intercouule ruumi jaoks. Kondensaadi jahutuse jahutus mõjutavate aurude kondenseerumine ja tegurid. Korpuse toru soojusvaheti hüdrauliline arvutamine.

kursuse töö, lisas 04/25/2016


Shell-toru soojusvaheti termiline, konstruktiivne ja hüdrauliline arvutamine. Soojusülekandeala määramine. Struktuuriliste materjalide valik ja toruvõlade paigutamise meetod. Viige vee pump koos vajaliku rõhuga pump.

kursuste, lisatud 01/15/2011


Horisontaalse tüübi ja sequid vee soojusvaheti soojus- ja konstruktiivne arvutamine. Soojusvahetusprotsesside arvude valik. Soojusülekande ja soojusülekande koefitsientide määramine.

kursuse töö, lisas 12/15/2010


Soojusülekande koefitsiendi määramine toru seina sisepinnast kuni jahutusveega. Rõhu kadu, kui jahutusvedelik kondensaatori kaudu. Eemaldatava staadiumi segu arvutamine. Kondensaatori hüdrauliline ja termiline arvutamine.

uurimine, lisatud 11/19/2013


Soojusvaheti kava. Torude tala geomeetria arvutamine; edastatud soojuse gaasitemperatuuri sügisel; ribi tõhusus; Soojusülekande koefitsiendid ja torude uimed. Hüdrosidentide hindamine. Kontrollige voolu soojusvaheti tõhusust.

uurimine, lisatud 12/25/2014


Design soojusvaheti GDT suletud tsükkel. Jahutusvedeliku rõhu kadumise määramine seadme läbimiseks. Termiline, gaasiturbiini maapinnapõhises paigaldamise vastase tsükliga gaasiturbiini maapealse soojusvaheti hüdrauliline arvutamine.

kursuse töö, lisatud 14.11.2012


Vee soojusvaheti soojusvaheti disain. Kasutades seadme jahutussüsteemi jahutussüsteemis termilise mootori jahutusvee ahela. Ventilaatoride ja pumpade mudelite valik.

kursuste, lisatud 12/15/2013


Uuring turbolaadurite mootorite jahutatud labade termilise stressi uurimine. Kütte- ja jahutustemperatuuride arvutamine, soojusülekande koefitsiendid tera välipinnal ja kanalites. Vägede ja hetkede määramine, mis tegutsevad tera punchi.

uurimine, lisatud 04.02.2012


Liitlus sekundaarse soojuse kasutamise kohta. Termilise arvutamise reksusliku soojusvaheti. Peamiste seadmete valimine: ventilaator, pumbad. Hüdraulilise resistentsuse hindamine. Lisaseadmete valik. Mõõteriistad.

kursuste, lisatud 01.03.2013


Aurustite soojusülekande pinna määramine. Korpuse kasuliku erinevuse arvutamine korpuse järgi. Soojusisolatsiooni paksuse ja jahutusvee tarbimise määramine. Struktuurimaterjali valik. Baromeetrilise kondensaatori läbimõõdu arvutamine.

Soojusvaheti arvutamine Termiliste saldode arvutamisel on vaja teada konkreetset

Soojusvõimsuse suurendused, entalpia (soojuse genereerimise) suurused, faasi soojuse või keemiliste transformatsioonide soojus. Spetsiifiline soojus - See on soojuse kogus, mis on vajalik kuumutamiseks (või jahutamiseks) 1 kg aine 1 kraadi kohta (J / kg rahe) kohta. Soojusvõimsus iseloomustab keha võimet koguda soojust. Kuna soojusvõimsus sõltub temperatuurist, siis eristatakse sellel temperatuuril tõeline soojusvõimsus. alates ja keskel soojusvõimsus mõnes temperatuurivahemikus (2.1), kus Q. - soojuse kogus aine kogus aine, kui temperatuur muutub. Praktikas termilise arvutused, reeglina on vaja kasutada keskmisi soojusplaate. Spetsiifiline entalpia I. (Kui kõik uudiste arvutused 0 ° C) määratakse soojuse mahuga, mis on vajalik 1 kg aine kuumutamiseks 0-st kuni temperatuurini, entalpia i. Mõõdetakse KCAL / kg tehnilises süsteemis J / kg. (2.2) Spetsiifiline faasi või keemiliste transformatsioonide soojus r - See on soojuse kogus, mis eraldatakse (või leitud), muutes agregeeritud olekus või aine massi keemilise transformatsiooni muutusega. Seda mõõdetakse J / kg ja KCAL / kg tehnilises süsteemis. "Sisemine" termilise tasakaalu meetod (soojusvõimsuse kasutamisega). Pideva soojusvaheti

Joonis fig. 2.1

(Joonis 2.1) Soojusvahetus viiakse läbi kahe vedeliku vahel, eraldatud soojusülekande partitsioon. Kui ei ole täiendavat vabanemist või imendumist soojuse tulemusena faasi või keemiliste transformatsioonide protsessi soojusvahetuse tulemusena faaside või keemiliste transformatsioonide ja ei ole soojuse kadu keskkonda, siis soojuse kogus liigub Esimene meedium teise ajaühiku kohta - soojusvool või termiline koormus, on: (2.3), kui soojusvahetusprotsess toimub esimeses keskkonnas, faasis või keemilistes transformatsioonides (vedeliku aurustamine, sulamine, sulamine, Keemilised reaktsioonid jne), termilise tasakaalu võrrandi on järgmine: (2.4) "Väline" meetod soojusbilansi koostamise meetod (Kasutades konkreetse entalpia väärtusi). Soojussaldo koostatakse asjaolu põhjal asjaolu, et 1 tunni jooksul sissetuleva meediaga 1 tunni jooksul siseneva soojuse kogus on võrdne soojuse lahuse kogusega seadmega samal ajal (2.5), kus - ainete entalpia vastavalt seadmesse kuuluvad ja tekkivad temast välja. Erinevalt soojuse tasakaalustamise sisemisest meetodist, kus käsitletakse soojusvahetite vahelist soojuse ümberjaotamist seadmesse iseenesest, koostatakse selle meetodi puhul soojussaldrik, nagu näiteks väliste indikaatorite abil: seadmele ja seadme järel. Võrrandi (2.5), on võimalik kindlaks määrata soojuse q edastatakse ühest keskmisest kuni teise, vahe entalpiast (2.6) juuresolekul faasi või keemiliste transformatsioonide soojusvaheti jooksul, soojuse kogus edastatud Üks keskmise teise, (2.7), kus - ümberkujundamise toodete entalpia seadme väljumistemperatuuril. Soojusülekande kineetika. Kolm tüüpi (mehhanism) soojusülekande eristatakse: soojusjuhtivus, konvektsioon ja kiirgus. Soojusülekanne soojusjuhtivusega. Soojusjuhtivus tähendab termilise energia üleminekut söötmes ilma massilise liikumiseta soojusülekande suunda suhtes. Siin soojust edastatakse energia elastsete võnkumiste aatomite ja molekulide lähedal oma keskmises asendis. See energia läheb naabersaatomitele ja molekulidele selle vähenemise suunas, st. Vähendab temperatuuri. Fourieri seadus. Soojusülekannet termilise juhtivusega on kirjeldanud Fourieri seadust, mille kohaselt pinna läbiva soojuse kogus dF., normaalne soojusülekande suunas, on: (2.8), kus on proportsionaalsuse koefitsient, mida nimetatakse soojuse juhtivuse koefitsient või termilise juhtivuse; - temperatuuri gradient, s.o. Temperatuuri muutmine ühiku pikkus soojusülekande suunas. Termilise juhtivuse koefitsient. See määrab soojusülekande kiiruse, st. Kuumuse kogus, mis möödub ajaühikule kehapinna ühendi läbi soojusülekande suunas, võrdub ühe ja temperatuuri erinevusega 1 kraadi. Metallidel on suurim tähtsus - mitmest kümnest kuni mitusada w / (m rahe). Märgatavalt väiksemate soojusjuhtivuse koefitsientidel on tahked kehad - mitte metallid. Vedelike soojusjuhtivus on enamiku tahkete ainete vähem soojusjuhtivus. Neile kõhklevad kümnendiku jooksul w / (m rahe). Soojusjuhtivuse koefitsiendid on veelgi vähem. Soojusülekanne soojusjuhtivusega läbi seina. 1 tunni jooksul edastatud soojuse kogus lame seina kaudu saab arvutada Fourieri võrrandi poolt, kuna soojuse kogus läbib lõputult madal paksusega tasapinnal dX. seina sees: (2.9) temperatuuri muutuse integreerimine kogu seina paksuse üle, saame (2.10) lahutamatust väljendusest on selge, et temperatuur t. Lame seina sees langeb läbi seina paksuse suunas soojusülekande suunas sirgjoonega.

t. Joonis 2.2.

Soojuskonvektsiooni edastamine. Konvektsiooni soojusülekanne - See on soojuse ülekandmine söötme mahule vastastikku liigutades nende soojusülekande suunas. Soojuse üleminek keskmisest kuni seinale või seinale söötmele nimetatakse soojusülekandeks. Edastatud soojuse kogus määrab Newtoni seaduses: (2.11) Kus on soojusülekande koefitsient. Soojusülekande koefitsient söötme turbulentses liikumisel. Kolmapäev, millel on liikumise ja temperatuuri turbulentne olemus t1. Põhimõtteliselt voolab temperatuuriga voolava voolava voolamise tuum selle soojuse (joonis 2.2). Seina olemas on alati õhukese piiri kiht, kus on laminaarne kursus. Kaal Laminaarkiht keskendub soojusülekande peamisele vastupidavusele. Fourieri seaduse kohaselt: (2.12) Võrrandite (2.11) ja (2.12) võrdlemine näeme, et (2.13) summat nimetatakse ülaltoodud kihi paksuseks. Väärtus sõltub järgmistest peamistest teguritest: 1) vedeliku füüsikalised omadused: soojusjuhtivus, soojusvõimsus, viskoossus, tihedus 2) hüdraulilised tingimused pesemiseks vedela või gaasikuhuga nähtava (või soojusülekandega) pinnaga: kiirus ja Vedeliku suund selle pinnaga 3) ruumiliste seisundite piiramine Piirav voolu: läbimõõt, pikkus, kuju ja pinna karedus. Seega soojusülekande koefitsient on paljude väärtuste funktsioon :. Soojusülekande vastasuse kriteeriumide funktsionaalne seos turbulentse voolu liikumise ajal sirgete siledate ja pikkade torude ajal on saadud mõõtmete analüüsi abil. (2.14) või lühidalt (2.15), kus A, A ja E - mõned numbrilised väärtused. Mõõdud kompleksid Mul on nimi: - NUSSTET-kriteerium, mis hõlmab soojusülekande koefitsiendi soovitud väärtust (NUSSTT esmakordselt rakendas sarnasuse teooriat soojusvaheti probleemide lahendamiseks); - Reynoldsi kriteerium, vea hüdrauliliste omaduste määramine: - Perage'i kriteerium, mis iseloomustab söötme füüsikalisi omadusi. Määratlus A ja E põhineb eksperimentaalsetel uuringutel. Soojusülekande koefitsient. Kõige sagedamini keemilise tehnoloogia, soojusülekanne ühest vedelikust teise seina eraldamise kaudu. Soojusülekanne ühest keskmisest kuni teise koosneb kolmest etapist ja soojuse voolu soojusvoo suhtes jääb konstantseks. Soojusvoogu esimesest keskmisest seinale (2.16) seina (2.17) seina (2.17) läbi seina teise keskkonna (2.18) ühislahuse võrrandid (2.16, 2.17, 2.18) annab: (2.19) võrrandis (2.19) ) (2.20) kutsus soojusülekande koefitsient. Süsteemil on mõõde. Keskmine temperatuuri erinevus. Soojusvaheti F nõutava pinna arvutamise alus, et edastada soojussaldoga määratud soojuse koguse ajaühiku kohta Q on võrrand (2.19). Ülekapis temperatuuri juhtumite puhul muudetakse soojusülekande protsessi soojusvahetuse tulemusena ja seetõttu muudetakse soojusvahetuspinna temperatuuri erinevust. Seetõttu arvutatakse keskmine temperatuuri erinevus piki seadme pikkuses, kuid kuna see muutus ei ole lineaarselt logaritmilise temperatuuri vahe. ; (2.21) Seda tõendavad matemaatilised arvutused. Võrdsel perioodil on väiksem soojusülekande pind alati vajalik kui otsese vooluga, et edastada võrdse koguse soojuse samadel tingimustel kandja alg- ja lõpptemperatuuril. Praeguse segamise korral soojusvaheti ühes protsessis liigub keskpikk vastupidise ja teise tulevikuvoolu vastu. Sellistel juhtudel määratakse keskmine temperatuuri erinevus seos (2.22), kus - keskmine logaritmiline temperatuuri erinevus vastassuunas; - korrigeerimiskoefitsient, mis on alati väiksem kui üks. Kate-toru soojusvahetid. Shell-and-toru soojusvaheti on kõige tavalisem seade tagajärjel kompaktne paigutus suure soojusülekande pinna seadme mahus seadme. Soojusvahetuse pind on moodustatud tala paralleelselt otstega, mille otsad on kinnitatud kahes toruplaadil (võred). Torud on suletud silindrilise korpuse, keevitatud toruplaatidele või ühendatud nende äärikutega. Jaotusjuhid (põhjad) on kinnitatud torude grillidega, mis muudavad nende eemaldamise ja torude puhastamiseks kergeks või vajaduse korral uuendamiseks. Soojavahetusvahendi söötmiseks ja eemaldamiseks seadmes on liitmikud. Segamisvahendite vältimiseks kinnitatakse torud tahkete ainetes kõige sagedamini põletatud, keevitamise või harvemini, et vältida termiliste pingete kasutamist näärmete abil. Soojusvahetusprotsesside eelised vastasmõõturi põhimõttel, mis toimub tavaliselt kestatoru soojusvahetites. Sellisel juhul saab jahutatud söödet filmida ülevalt alla ja ta soojendas selle kohtumiseks või vastupidi. Valik, mille söötme tuleb saata intercubiable ruumi ja mis torude sees lahendatakse, võrreldes mitmeid tingimusi: N söötme väikseima väärtusega tuleb saata toru suurendada kiirust selle liikumise ja seetõttu; soojusülekande koefitsiendi suurendamiseks; n torude sisepind on kergem puhastada saastumisest, nii et jahutusvedelik, mis võib soojusülekande pinda saastata, tuleb saata torule; N-söötme kõrge rõhu all on soovitatav suunata toru, purunemise oht, mis on väiksem võrreldes korpusega; N Kolmapäev väga kõrge või vastupidi madala temperatuuriga varustatakse paremat toru vähendada soojuskadu keskkonda. Shell-ja-toru soojusvahetite toimimist saab intensiivistada väikeste läbimõõduga torude abil. Tuleb meeles pidada, et torude läbimõõdu vähenemisega suureneb soojusvaheti hüdrauliline resistentsus. Lihtsaim viis suure kiiruse tagamiseks on mitme soojusvaheti seadmes. Toruruumi liigutuste arv võib ulatuda 8 - 12-ni. Võimaluse säilitamise põhimõtet on võimalik säilitada. Segatud praeguse budy olemasolu vähendab mõnevõrra soojusülekande protsessi liikumapanevat jõudu, mis vähendab vastavalt töö tõhusust. Partitsioonide abil kasvab keskmise liikumise kiirus, milles soojusülekande koefitsiendi väärtus on väiksem. Tuleb meeles pidada, et pikka aega, eriti mitmel viisil, soojusvahetid vähendatakse sissetuleva söötme segamist kogu seadme numbriga ja see takistab keskmise temperatuuri vahelise arvu vähenemist. Shell-ja-toru soojusvahetites, kusjuures kõrge temperatuuri erinevus meedia vahel on olulised termilised pinged, eriti ajal käivitamisel või separaadi peatamise ajal, mis on põhjustatud erinevate temperatuuri mõjutavate torude erineva pikendamise tõttu. Selliste pingete vältimiseks kasutatakse järgmisi meetmeid: 1. paigaldamine objektiivi kompressori kehas. 2. Paigaldamine ainult ühe toruvõrgu soojusvaheti, kus torud U-kujuline vorm on fikseeritud. 3. Soojusvahetite seade "ujuva peaga". 4. Kinnitus torud ühes toru grillid kasutades näärmeid. 5. Slip ühendamine toru võre kesta. Soojusvahetid nagu "toru toru". Seda tüüpi soojusvahetid on paigaldatud torudest, millest igaüks ümbritseb toru mõnevõrra suurema läbimõõduga. Üks keskkond voolab läbi sisemise toru, teine \u200b\u200b- piki rõngakujulist kanalit. Sisetorud on järjekindlalt ühendatud "Kalachi" ja väliste pihustid. Kui on vaja saada suurt soojusülekande pinda, on võimalik mitte ainult järjekindel, vaid ka paralleelne ja kombineeritud ühendamine selliste osade abil, kasutades kollektsiooni. Soojusvaheti tüüpi "toru torus", vastava valiku toru läbimõõt jaoks nii soojusvahetide jaoks saab määrata kiirusega ja seetõttu on võimalik saada väärtusi väärtusi vastavalt. Selliste soojusvahetite puuduseks on metalli suur tarbimine edastava pinna ühiku soojuse tarbimise kohta soojusvahetuse väliste torude kulude tõttu, mis toob kaasa seadme kulude märkimisväärse suurenemise. See puudus muutub vähem käegakatsutavaks, kui välised torud on valmistatud tavapärasest süsinikterasest ja sisemisest - kallesest materjalist agressiivse kandja tingimustes. Tüübi "toru toru" soojusvahetid kasutatakse eriti laialdaselt, kui sööde toidetakse kõrge rõhu all (kümneid ja sadu atmosfääri). Soojusülekanne kondenseeruva auruga. Üks kõige sagedamini kasutatava küttemeetodeid keemiatööstuses kuumutatakse kondenseeriva veeauruga. Sellise kuumutamise eelised on järgmised: 1. Paaril on kondensatsiooni soojuse tõttu suur soojuse tootmine. 2. Pärast turbiinide pärast on võimalik kasutada piparmündi auru, mis ei ole veel kondensatsiooni soojust kaotanud. 3. Soojusülekande koefitsient kondenseeruva auruga on suurem väärtus. 4. Kondenseerivate paari tagab ühetaolise ja täpsuse kuumutamisel, kergesti reguleeritavad rõhu muutustega. Soojusülekande koefitsient kondenseeruva auruga. Soojusnäitamise seinale on kaks auru kondenseerumismehhanisme: film Niisutatud pinnal ja tilgutama niisutamata kondensaadi seinale. Laminaarrežiimis võib soojusülekande koefitsienti määrata raskusjõu all voolava paksendamise kondensaadi kile abil, kuumutatakse soojust termilise juhtivusega. Kui auru kondenseerumine pinnal vertikaaltorusid (2.23), kus - erinevus temperatuuride vahel kondensatsiooni auru ja seina; r. - soojuse kondensatsiooni, j / kg; - kondensaadi termilise juhtivuse koefitsient; - kondensaadi tihedus; - kondenseerumise viskoossus; H. - vertikaalse toru või seina kõrgus, m.. Võrrandis (2.23) kuvatakse nähtuse füüsiline üksus. Selle võrrandi arvutamisel saadakse alahinnatud tulemus, kuna kondensaadi kilelaine liikumist ei võeta arvesse. Eksperimentaalsed andmed näitavad, et täpsem tulemus annab võrrandile (2.24) ka soojusülekande koefitsiendi mõju suuruse järgi erinevates kraadides järgmistest teguritest: n koguste muutmine ja H. (turbulentne filmivooluskeem); n Muutke auru kiirust ja selle suunda; n muutus soojusülekande pinna asukoha (horisontaalse paigutusega soojusvahetusseisundi halveneb); n Muutke pinna seisundit ja kondenseerumise olemust; n efekti auru ülekuumenemist; n kondenseeritud gaaside lisandite mõju. 3. Materjalid ja termilised arvutused 3.1. Ühine osa. 1. Määrake soojuse ja vee tarbimise tarbimine. Võtame indeks "1" kuuma soojuse kandja (benseen + tolueeni), indeks "2" - külma jahutusvedeliku (vee) jaoks. Pre-Leia keskmine vee temperatuur: T2 \u003d 0,5 (10 + 25) \u003d 17,5 s; Benseensulueendi segu keskmine temperatuur: \u003d 31 + 17,5 \u003d 48,5 s; (3.1) kus - keskmine temperatuuri erinevus, mis on võrdne jahutusvedelike vooluga 31 S. +80,5 25 ° C; +25 10 s; ; \u003d 31 s; (3.2) Välja arvatud soojuskadu. Soe tarbimine: W; (3.3) Veetarbimine on sarnane (3.3) tarbimise kaudu väljendades: kg / s; (3.4) Kus \u003d 1927 J / (kg K) ja \u003d 4190 J / (kg K) - segu ja vee spetsiifiline soojusvõimsus nende keskmine temperatuuril \u003d 48,5 s ja \u003d 17,5 s. Segu ja vee mahulised kulutused: (3.5) (3.6) Kui ja segu tihedus võtab nii puhta benseeni puhul nii puhta benseeni puhul, kuna tolueeni sisaldus ei ole suur ja tiheduse muutus ei ole oluline ja vesi. 3.2. Pange tähele soojusvahetite variante. Selleks me määratleme soojusvahetuspinna piirkonna ligikaudsuse, uskudes CR \u003d 500 tarkvara, st selle vastuvõtmist ning soojusülekande all vedelikust veevedelikule :; (3.7) Väärtusest \u003d 23 järeldub, et kavandatud soojusvaheti võib olla palju šassii. Seetõttu peate arvutuse õigsuse jaoks korrigeerima mitmekülgsete soojusvahetite jaoks korrektsiooni. Jahutusvedude vastase liikumise seadmesse koos teiste asjadega on võrdsed, rohkem kui edasi-tagasi aja jooksul. Jahutusvedelike keerulise vastastikuse liikumisega võetakse vahepealsed väärtused arvesse keskmise temperatuuri erinevuse muudatuse kehtestamisega. ; (3.8) kus; ; ; ; ; ; ; ; Arvutage koefitsient valemiga (3.8); \u003d C; (3.9) Intensiivse soojusülekande tagamiseks püüame valida seadme turbulentse jahutusvedeliku voolu režiimiga seadme. Benseeni-tolueeni segu saadab toruruumile, kuna see on aktiivne keskkond, intercouxi ruumi vesi. Soojusvahetustorudes æ25 * 2 mM külmikud vastavalt GOST 15120-79 segu voolukiirus RE 2\u003e 10000-s peab olema rohkem (3.10), kus - segu viskoossus 48,5 s; . Sellise režiimi pakutavate torude arv peab olema:; (3.11) s.t. Torude arv N.< 44,9 на один ход. Выберем варианты теплообменников : 1. Теплообменник «кожухотрубный» D = 600; d = 25*2; z=6; n/z = 32,7; SВ.П. = 0,037 ; F = 61 ; L = 4 м; SВ.П. = 0,011 . 2. Теплообменник «кожухотрубный» D = 600; d = 25*2; z=4; n/z = 51,5; SВ.П. = 0,04 ; F = 65 ; L = 4 м; SВ.П. = 0,018 . Valik 1. Soojusvaheti "Shell-Toru" (GOST 15120-79) 1.1 torude voolukiirus, et tagada turbulentne režiim, peaks olema rohkem kui 1,2 soojusülekande skeemiga (joonis 3.1). a) Toruruumis. Me määratleme benseentolueeni segu jaoks Reynoldsi ja Prandtli kriteeriumid.

Benseeni tolueenivesi Joonis fig. 3.1(esimesele arvutusvalikule)

; (3.12); ; (3.13); Kus \u003d 0,14 W / (M K) on benseeni-tolueeni segu termilise juhtivuse koefitsient. Arvutage NUSSTET kriteerium segu turbulentse voolu jaoks:; (3.14) Kui me võtame võrdne 1 ja suhe \u003d 1 täiendava muudatusettepanekuga. Benseensultueeni segu soojusülekande koefitsient seinale:; (3.15) b) osa-ruumi. Arvutage soojusülekande koefitsient vee jaoks. Vee kiirus blokeerimisruumis. ; (3.16) Reynolds vee kriteerium :; (3.17) Kus \u003d 0,0011 pa S, \u003d 998 temperatuuril +17,5 s; Prandtl vee kriteerium temperatuuril +17,5 s:; (3.18) Kui \u003d 0,59 W / (M K) on vee soojusjuhtivuse koefitsient. Soojusülekande koefitsiendi arvutamise valemi valimiseks arvutame GRPR väärtuse< 10000. ; (3.19) где - плотность воды при 17,5 С ; ; и - плотности воды при 10 и 25 С; =0,0011 Па с - динамический коэффициент вязкости воды при 17,5 С. ; Для вертикального расположения труб примем выражение ; (3.20) примем значение = 1 с дальнейшей поправкой где и вязкость воды при 17,5 С и температуре стенки соответственно по формуле (3.20). ; Коэффициент теплоотдачи для воды: ; (3.21) Рассчитаем термическое сопротивление стенки и загрязнений : ; (3.22) ; Коэффициент теплопередачи: ; (3.23) Поверхностная плотность потока: ; (3.24) 1.3 Определим ориентировочно значения и , исходя из того, что ; (3.25) где сумма . Найдем: С; (3.26) С; (3.27) С; (3.28) Проверка: сумма ; 12,3 + 4,3 + 8,5 = 25,1 С; Отсюда С; (3.29) С; (3.30) Введем поправку в коэффициенты теплоотдачи, определив .Критерий Прандтля для смеси бензол-толуол при С; ; (3.31) где ; ; . Коэффициент теплоотдачи для смеси: (3.32) Коэффициент теплоотдачи для воды: (3.33) где ; Исправленные значения К, q, и (3.23): ; ; (3.34) С; (3.35) С; (3.36) (3.37) (3.38) Дальнейшее уточнение , и других величин не требуется, так как расхождение между крайними значениями не превышает 5%. 1.4. Расчетная площадь поверхности теплопередачи: ; (3.39) запас 2. võimalus. Soojusvaheti "Shell-toru" (GOST 15120-79) 2.1. Voolukiirus torudes, et tagada turbulentne režiimi, peaks olema rohkem kui 2.2. Me teeme soojusülekande protsessi skeemi (joonis 3.2). a) Toruruumis. Me määratleme benseentolueeni segu jaoks Reynoldsi ja Prandtli kriteeriumid. Arvuta Reynolds valemiga (3.12)

Benseeni tolueenivesi Joonis fig. 3.2.(teisele arvutusvalikule)

; Prandtl Kriteerium (3.13). ; Kus \u003d 0,14 W / (M K) on benseeni-tolueeni segu termilise juhtivuse koefitsient. Soojusülekande koefitsiendi arvutamise valemi valimiseks arvutame GRPR väärtuse< 10000. где - плотность воды при 48,5 С ; ; и - плотности смеси при 25 и 80,5 С; =0,00045 Па с - динамический коэффициент вязкости смеси при 48,5 С. ; Для вертикального расположения труб примем выражение примем значение = 1 с дальнейшей поправкой где и вязкость смеси бензол-толуол при 48,5 С и температуре стенки соответственно. Рассчитаем по формуле (3.20). ; Коэффициент теплоотдачи для смеси бензол-толуол (3.15): ; б) Межтрубное пространство. Рассчитаем коэффициент теплоотдачи для воды. Скорость воды в межтрубном пространстве (3.16). ; Критерий Рейнольдса для воды (3.17): ; где =0,0011 Па с , = 998 при температуре +17,5 С; Критерий Прандтля для воды при +17,5 С (3.18): ; где =0,59 Вт/(м К) - коэффициент теплопроводности воды . Для выбора формулы расчета коэффициента теплоотдачи рассчитаем значение GrPr при Re < 10000 (3.19). ; где - плотность воды при 17,5 С ; ; и - плотности воды при 10 и 25 С; =0,0011 Па с - динамический коэффициент вязкости воды при 17,5 С. ; Для вертикального расположения труб примем выражение примем значение = 1 с дальнейшей поправкой где и вязкость воды при 17,5 С и температуре стенки соответственно (3.20). ; Коэффициент теплоотдачи для воды (3.21): ; Рассчитаем термическое сопротивление стенки и загрязнений (3.22): ; Коэффициент теплопередачи (3.23): ; Поверхностная плотность потока (3.24): ; 2.3. Определим ориентировочно значения и , исходя из формулы (3.25). Найдем: С; (3.26) С; (3.27) С; (3.28) Проверка: сумма ; 13,9 + 3,6 + 7,6 = 25,1 С; Отсюда С; (3.29) С; (3.30) Введем поправку в коэффициенты теплоотдачи, определив . Для смеси бензол-толуол при С и воды при С; Коэффициент теплоотдачи для смеси (3.33): где - кинематическая вязкость . Коэффициент теплоотдачи для воды (3.33): где - вязкость воды при температуре стенки ; Исправленные значения К, q, и (3.23),(3.34),(3.35) и (3.36): ; ; С; С; Проверка расхождения по формулам (3.37) и (3.38). Дальнейшее уточнение , и других величин не требуется, так как расхождение между крайними значениями не превышает 5%. 2.4. Расчетная площадь поверхности теплопередачи (3.39): ; запас 4. Hüdrauliline ja majanduslik arvutus Hüdraulilise resistentsuse arvutamine. Võrdlus kaks valitud variante eluaseme soojusvahetid hüdraulilise vastupidavuse jaoks. Valik 1. Vedeliku kiirus torudes; (4.1); (4.2) Hõõrdekoefitsient arvutatakse valemiga (4.2):; Kus - kareduse prognooside kõrgus pinnale, D on toru läbimõõt. Läbimõõt liitmikud jaotuskambris - toru ruumi, intercouxi ruumi. ; (4.3) Arvutage kiirus liitmikud valemiga (4.3). Toruruumis on järgmine kohalik vastupanu: sissepääs kaamerasse ja selle väljundist, 5 pöördub 180 kraadi, 6 torude sisendit ja 6 väljundit. Vastavalt valemile saame (4.4) arvutada hüdraulilise resistentsuse valemiga (4.4) torude ridade arvu, mis pestakse interacouble'i ruumi vooluga; Me võtame ümar 9. segmendi segmentide arv x. \u003d 10 Läbimõõt liitmikud korpusse - interpubble ruumi voolukiirus liitmikud vastavalt valemile (4.3) voolukiirus kõige kitsas sektsioonis (4.5) esipinda järgmine kohaliku resistentsuse: sisend ja vedeliku saagikus paigaldamise kaudu, 10 lülitab segmendid ja 11 toru tala vastupidavust, kui see on sujuvamaks (4.6), arvutame hüdraulilise resistentsuse valemiga (4.6) 2. võimalus. Vedeliku kiirus torudes (4.1); Hõõrdekoefitsient arvutatakse valemiga (4.2):; Läbimõõt liitmikud jaotuskambris - toru ruumi, intercouxi ruumi. Arvuta kiirus liitmikud vastavalt valemile (4.3). Toruruumis, järgmine kohalik vastupanu: sissepääs kambrisse ja selle väljundi sissepääs, 3 pöördub 180 kraadi, 4 sisendit torudesse ja 4 väljundit. Vastavalt valemile arvutame hüdraulilise resistentsuse valemiga (4.4) torude ridade arvu, mis pestakse blokeerimisruumis vooluga; Me võtame ümar 9. segmendi segmentide arv x. \u003d 10 Läbimõõt liitmikud korpusse - interpubble ruumi voolukiirus liitmikud vastavalt valemile (4.3) voolukiirus kõige kitsas sektsioonis (4.5) esipinda järgmine kohaliku resistentsuse: sisend ja vedeliku saagikus paigaldamise kaudu 10 lülitub segmentide ja 11 torukiirguse vastupanu, kui see on sujuvamaks. Arvutage hüdraulikaresistentsus valemiga (4.6) 5. Majanduslik arvutus Valik 1. Soojusvaheti mass, et hinnata seadme maksumuse hindamist, tuleb arvutada soojusvahetunud torude massi järgi. (5.1) Kui kogu soojusvaheti massist torude massist osakaal on CTR-i soojusvaheti ühiku hind CTR \u003d 0,99 rubla / kg hind. Soojusvaheti energiakulude hind, võttes arvesse pumbataimede tõhusust kuuma vedeliku pumpamiseks torude kaudu: (5.2), kus praktiliste arvutuste kohaselt. Külma vedeliku pumbamise energiakulud partnereerimiseks ruumi (5.3) esitatud kulud on (5.4), kus 8000 on pumpade tööaeg aastas; \u003d 0,02 - ühe kiloda energia hõõrumise kulud / kW. 2. võimalus. Soojusvaheti kulude hindamiseks soojusvaheti mass on vajalik soojuse vahetatud torude massi (5.1) masside mass. Osakaal torude massi massist kogu soojusvaheti hind massi soojusvaheti CTR \u003d 0,975 rubla / kg. Soojusvaheti hind Energiakulud, mis võtavad arvesse pumpamisaluse tõhusust kuuma vedeliku pumpamiseks torude kaudu (5.2): kus praktilistes arvutustes. Energiakulud külma vedeliku pumpamiseks blokeerimiskohale (5.3) esitatud kulud on (5.4) 6.Siht Selguse jaoks vähendame arvutuste tulemusi tabelit. Alates (Tab. 1) Võib näha, et valitud valikute ruumide vahe Tabel 1.

Tehnilised ja majanduslikud näitajad	669,9
	5,6	2,4
	685,7	672,3

ebaoluline. Kuid siiski on kõige ökonoomsem kulude teine \u200b\u200bvõimalus. Lisaks teisele variandile on pinna suurema pakkumise, mis annab seadmele enne esimest võimalust saastunud eeliseid. 7.Connect See dokument toodeti materjali, termilist, majanduslikke ja hüdraulilisi arvutusi, mille põhjal järeldusi tehti. Kõige optimaalsem soojusvahetusseade valiti. Samuti kajastas sissejuhatus soojusvahetuse ja vedelike voolu peamisi seadusi.