Теплообменники. Приведённые выше данные о коэффициентах местных сопротивлений отно­сятся к движению жидкости с нормальным (выровненным) полем скоростей

Приведённые выше данные о коэффициентах местных сопротивлений отно­сятся к движению жидкости с нормальным (выровненным) полем скоростей. В теплообменных аппаратах местные сопротивления расположены настолько близ­ко одно к другому, что поток между ними не успевает выравниваться, поскольку вихреобразования, возникающие при проходе через местное сопротивление, ска­зывается на значительном протяжении вниз по потоку. В результате взаимного влияния местных сопротивлений значения их коэффициентов сопротивления от­личаются от рассмотренных выше, когда каждое местное сопротивление исследо­валось отдельно. Значения коэффициентов местных сопротивлений отдельных элементов теплообменных аппаратов, полученные непосредственным измерением в теплообменных аппаратах, приведены в таблице 8 (таблица 1-4 [4]).

 

Таблица 8 — Значения коэффициентов местных сопротивлений отдельных элементов теплообменных аппаратов

Наименование местного сопротивления ζ Отнесен к скорости
Вход в камеру через входной патрубок (вне­запное расширение и поворот потока) и вы­ход из камеры (внезапное сужение и поворот) 1,5 В патрубках входа и выхо­да
Поворот на 180° между ходами через про­межуточную камеру 2,5 В трубках
Поворот па 1 80° через колено в секционных подогревателях (например МВН-2050-62) 2,0 В трубках
Вход и выход в трубки из камеры 1,0 В трубках
Поворот на 1 80° в 11-образной трубке (змее-виковый теплообменник) 0,5 В трубках
Вход в межтрубное пространство с поворо­том потока на 90° 1,5 В межтрубном пространстве
Выход из межтрубного. пространства с по-воротом потока на 90° 1,0 В межтрубном пространстве
Поворот на 180° через перегородку в меж­трубном пространстве 1,5 В межтрубном пространстве
Переход из одной секции в другую (меж-грубный поток) 2,5. В межтрубном пространстве
Огибание перегородок, поддерживающих трубы 0,5 В межтрубном пространстве

Коэффициенты потерь входа в камеру через входной патрубок и выхода из камеры через выходной патрубок относят к скорости во входном или выходном патрубках, которая определяется по формуле

, (26)

где А пат= πd2/4— площадь проходного сечения патрубка, м2;

G— массовый расход жидкости, кг / с;

r — плотность жидкости (газа), кг / м3.

При расчёте потерь внутри трубок все коэффициенты местных потерь отно­сят к скорости внутри трубок, которая определяется по формуле

 

, (27)

где площадь проходного сечения одной трубки;

dв — внутренний диаметр трубки;

nт — общее число трубок в теплообменнике;

z — число ходов; nт / z — число трубок в одном ходе.

При продольном омывании пучка труб сопротивление трения рассчитывает­ся по формуле (1) для прямых труб,причём в этой формуле эквивалентный диа­метр определяется из выражения (5). Средняя скорость в межтрубном пучке в осевом направлении определяется по формуле

(28)

где -

площадь проходного сечения между трубками, перпендикулярного оси трубок;

D— внутренний диаметр корпуса теплообменника;

d Н — наружный диаметр трубок.

При наличии сегментных перегородок (рисунок 11) в расчёте потерь по длине
берётся скорость в сегментном вырезе перегородки (над перегородками), которая
определяется по формуле

, (29)

где

-

площадь сегмента за вычетом площади трубок (см. Рисунок 11 а)

Nc – количество трубок в сегментном вырезе перегородки;

с – центральный угол сегмента в градусах.

сегментная перегородка

Рисунок 11 – Сегментная перегородка

 

Эквивалентный диаметр сечения над перегородкой в этом случае определяет­ся по формуле

.

(30)


При расчёте местных сопротивлений в межтрубном пространстве все коэф­фициенты местных сопротивлений относят к максимальной, скорости жидкости при движении её между перегородками

, (31)

где -

площадь минимального проходного сечения для прохода жидкости между пере­городками (см. рисунок 11 б) в направлении, перпендикулярном оси трубы;

y0— зазор между корпусом и крайней трубкой; у — зазор между трубками;

h— расстояние между перегородками;

т — количество зазоров между трубками в ряду у кромки перегородок.

 

Сопротивление поперечно омываемых пучков труб.Коэффици­ент сопротивления поперечно омываемого пучка труб зависит от количества ря­дов и расположения труб и от числа Рейнольдса. Для расчёта коэффициента со­противления пучка труб предложено ряд зависимостей [4, 5, б]. Однако эти зави­симости довольно сложны и применяются для уточнённых расчётов, когда из­вестна геометрия пучка труб. Для приближённых расчётов можно пользоваться формулой [4]

, (32)

где К — количество рядов трубок, пересекаемых поперечным потоком (при на­личии поперечных перегородок учитываются все ряды труб, захваченных перего­родкой, и половина рядов труб, выступающих из неё).

Значение критерия Rе здесь определяется по формуле

, (33)

где у — зазор между трубками;

wмакс — максимальная скорость потока при поперечном омьвании пучка труб;

ν — кинематическая вязкость. :

На практике встречаются теплообменники, в межтрубном пространстве ко­торых устанавливаются кольцевые и дисковые поперечные перегородки (напри­мер, маслоохладители турбоустановок завода Пергале). Расчёт площади проход­ных сечений для жидкостей в этом случае производится по следующим форму­лам:

а) между корпусом и диском

; (34)

б) в вертикальном сечении — между перегородками

; (35)

в) внутри кольца

,

 

где D0=(D1+D2)/2 — средний диаметр;

D— внутренний диаметр корпуса, м;

D1 и D2 — диаметр проходного сечения и диаметр диска, м;


d н – наружный диаметр трубки, м;

s – шаг между трубками, м;

h – расстояние между перегородками, м;

η=0,8 0,85.

Диаметр диска определяется по формуле

,

где nт — число трубок в трубной доске; η имеет прежнее значение.

Размеры D0,D2 и h должны быть так подобраны, чтобы скорость жидкости во всех сечениях была одинаковой:

,

где Vt=V/t— объёмный расход жидкости, м3/с.

 








Дата добавления: 2015-06-10; просмотров: 2243;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.014 сек.