Методика решения задачи 1

12 13 14 15 16 17 18

Расчет ведется по методике [12].

7.1.1 Предварительный подбор аппарата АВГ.

Рисунок 1 – Расчетная схема АВГ

Возьмем аппарат с биметаллическими трубами материального вы-полнение Б1 [36].

Тепловая нагрузка аппарата воздушного охлаждения, кВт:

где Н_1п, Н_1к – начальная и конечная удельная энтальпия дистиллята дизельного топлива, кДж/кг. Тоді

Для взаимного пересчета относительных плотностей та используется формула

где γ – средняя температурная поправка относительной плотности на 1 К.

Значения γ для нефтопродуктов вычисляется по формуле М. Кусакова

Ориентировочная (максимальная) поверхность теплообмена, м²:

где q – теплонапряженность аппарата, Вт/м².

Величина q берется согласно с разницей между конечной температурой дистиллята дизельного топлива t1к и начальной температурой воздуха t_2п:

В зависимости от значенния за данными таблицы А.1 (приложение А) опредиляется величина q.

По данным таблицы А.2 (приложение А) подбираем стандартизированный аппарат типа АВГ так, чтобы табличное значение полной наружной оребренной поверхности аппарата F_т превышало значение F_max, т.е. F_т >F_max. Соответсвенно к выбранному значению F_т выписуем конструктивные данные: длинну теплообменных труб l, м, количество секций n_с, количество труб в секции n и в аппарате N, коэффициент оребрения труб φ, количество рядов труб в секции n_р и ходов по трубам n_х, суммарную площадь узкого межтрубного сечения S_у, м².

7.1.2 Определение рабочих параметров вентилятора.

По аэродинамической характеристикой вентилятора (приложение А, рис. А.1) определяются величины объемного расхода воздуха V₀ м³/год, напора Р_во, Па, и к.п.д. η₀, отнесены к стандартным условиям. Предположим, что аппарат воздушного охлаждения снабжен двумя одинаковыми вентиляторами с пропеллерами диаметром 2800 мм с углом установки лопастей 17° и частотою вращения колеса 7,1 об/с.

Объемный расход воздуха, м³/час, его плотность, кг/м³, и напор вентилятора, Па, согласно взятой температуры и давления атмосферного воздуха, характерных для летних условиях Ахтырского региона ( [www.meteoprog.ua]):

где [6].

7.1.3 Определение конечной температуры воздуха.

Массовый расход воздуха двумя вентиляторами, м³/год:

Конечная температура воздуха, °С:

где с_п – теплоемкость воздуха в рабочих условиях, кДж / (кг.К) [6].

Полученное значение конечной температуры воздуха должно удовлетворять условию t_2к <t_1к.

7.1.4 Определение коэффициента теплоотдачи со стороны дистиллята дизельного топлива.

Плотность жидкого дистиллята при температуре , кг/м³:

Объемный расход продукта на входе в аппарат, м³/год:

Если продукт подается во все три секции АВГ параллельно, а в секциях предусмотрено максимальное количество ходов n_x = 8, то скорость продукта на входе в аппарат, м / с, составит

где S₁ – проходное сечение всех труб одной секции, м²;

где d_вн – внутренний диаметр теплообменных трубок, м [36].

В трубном пространстве теплообменных аппаратов при введении жидких нефтепродуктов с помощью насоса обычно берется скорость потока в пределах 0,8-1,5 м/с [12].

Коэффициент теплопроводности топлива, Вт/(м^.К), теплоемкость топлива, кДж/(кг^.К) и плотность топлива, кг/м³, определяются при значении температуры с помощью таких уравнений:

Значения кинематической вязкости, мм²/с, при условии выходных даных определяется из таких уравнений:

Значение коэффициента теплоотдачи, Вт/(м^2.К), со стороны дистиллята дизельного топлива определяется из уравнения

где Nu₁ – критерий Нусельта; Вт/(м^.К).

Значение критерия Нусельта находится с критериальной зависимости

где Re, Pr – критерий Рейнольдса и Прандтля соответственно. Тогда

Объемный расход продукта за среднего значения темпера-туры на входе в аппарат, м³/год:

Скорость продукта, м/с:

7.1.5 Определение коэффициента теплоотдачи со стороны воздуха.

Средняя температура воздуха в пределах аппарата

Среднее давление, Па:

Средняя плотность, кг/м³:

Средняя объемный расход воздуха, м³/год:

Скорость воздуха в узком сечении межтрубного пространства:

Коефіцієнт тепловіддачі з боку повітря, Вт/(м^2.К):

7.1.6 Определение коэффициента теплопередачи.

Коэффициент теплопередачи, Вт/(м^2.К):

где r₁, r₂ – термические сопротивления возможных загрязнений соответственно со стороны топлива и воздуха, м².К/Вт (приложение А, таблица А.3).

Полученное значение К сравнивается с рекомендуемым (приложение А, таблица А.1).

7.1.7 Определение средней разности температур.

Для аппаратов АВГ при количестве ходов до четырех следует вводить поправку на перекрестное движение теплоносителей (Δt_cеp=Δt_cеp∙ε, ε<1), а при количестве ходов более четырех такой поправкой можно пренебречь, т.е. ε ≈1.

Средняя разница температур, °С:

при