III. Расчёт теплообменного аппарата

Тепловой поток, получаемый холодным теплоносителем от горячего

Q₀ = __ кВт.

Рассчитаем коэффициенты теплоотдачи α₁ и α₂ по формуле

, λ_1ж = 0,426  (коэффициент теплопроводности ОЖ при t = 80^oC), λ_2ж = 0,02593  (коэффициент теплопроводности воздуха при t = 19^oC)

, где ν_ж = 1,6*10^-6 м²/c.

, где m₁ = 1,33 кг/с – массовый расход горячего теплоносителя, ρ_ж =__ кг/м³ – плотность ОЖ,  м² – площадь поперечного сечения трубы.

, ν_ж = __ м²/c.

, ν_c = __*10^-6 м²/c.

 м/с.

(за определяющий размер принимаем d_вн = 0,1 м)

.

Найдём α₁.

.

Найдём α₂.

(для теплоотдачи при естественной конвекции)

 .

, ν_ж = __ м²/c – коэффициент кинематической вязкости воздуха при t_вн  = __^oC, a_ж = __ м²/c – коэффициент температуропроводности воздуха при t=__^oC.

За определяющий размер принимаем d_нар = __ м.

β = 1/T = 1/__ = __ – коэффициент объёмного расширения.

Δt = t_с – t_ж = __ – __ = __^oC – разность температур между жидкостью и омываемой поверхностью.

.

.

.

 

Учитывая,что (d_н/d_вн)<1,5, можно воспользоваться для расчёта коэффициента теплоотдачи формулой

δ=(d_вн – d_нар)/2 = (__ – __)/2 = __,  λ_стали = __ Вт/(м*К).

Воспользовавшись уравнением теплового баланса

вычисляем конечную температуру горячего теплоносителя:

 =__ ^oC – температура горячего теплоносителя на входе, C_р1 = __ кДж/(кг*К) – массовая теплоёмкость ОЖ при постоянном давлении.

Вычислим средний логарифмический температурный напор:

Δt_б = t₁^’ – t_вн  = __ – __ = __^oC.

Δt_c = t₁^’’ – t_вн  = __ – __ = __^oC.

Из уравнения теплопередачи

Q₀ = k * F * Δt_ср

найдём требуемую площадь теплообменника

Рассчитываем требуемую длину обогревательной трубы:

Проверяем неравенство l’>(2*l + b):

__ > __ + __

__ > __ => отопительная труба оребряется

Неоребрённая поверхность отопительной трубы:

F₀ = (2*l + b)*π*d_н,

F₀ = (__ + __)*__*__ = __ м².

Количество рёбер:

F_p – боковая поверхность ребра.

η­_p = __ – КПД ребра, учитывающий изменение температуры по высоте.