Гидродинамический расчет ТА

Основной задачей гидродинамического расчета ТА является определение гидродинамического сопротивления по трактам нагревающего и нагреваемого потоков при заданном расходе теплоносителей и выбранных размерах проходных сечений потоков.

16.Общие гидравлические сопротивления потока складываются из сопротивления трения (ΔР_тр) и местных сопротивлений (ΔР_мест).

Гидравлическое сопротивление на трение определяются по уравнению Дарси-Вейсбаха:

,

где l₁- коэффициент сопротивления трения; при 10⁵≤Re≤10⁸, величину l₁ можно определить по уравнению

.

Следовательно, для нагревающего потока

l₁= 0,017;

DR_тр= 1421,3Па.

Местные гидравлические сопротивления определяются уравнением

,

где z₁- коэффициент местных сопротивлений (справочная величина). Зависит от поворота потока, сужения проходного сечения и т.д.

При входе в аппарат z_1,1=1,0; удар и поворот потока во входной камере z_1,2=1,5; поворот на 180⁰ в образной трубе z_1,3=0,5; удар и поворот в выходной камере z_1,4=1,5; выход из аппарата z_1,5=1,0.

;

DR_мест= 1532,7 Па.

Общее сопротивление по нагревающему потоку:

DR=DR_тр+DR_мест=1421,3+1532,7=2954 Па.

17. Гидравлические сопротивления по нагреваемому потоку.

Коэффициент λ₂ определяется уравнением

.

Гидравлические сопротивления трения

Па.

Коэффициент местных сопротивлений z₂ по схеме аппарата численно равен величине z₁ (рис. 3.2.1).

Величина местных сопротивлений по нагреваемому потоку

Па.

Общие сопротивления по нагреваемому потоку

DR₂=DR_тр2+DR_мест2=1975,7+1598=3573,7 Па.

Сопротивления определены по одной секции ТА. Если таких секций в ТА будет п, включенных последовательно, то найденные значения DR₁ и DR₂ необходимо умножить на п. В нашем случае п=1.

18. Затраты мощности на прокачку через ТА определяются соотношением:

,

где DR-гидравлические сопротивления; h - КПД установки для перекачки теплоносителя h=0,3÷0,4

Следовательно, для горячего теплоносителя (h=0,35)

кВт.

Для нагреваемого теплоносителя:

кВт.

Общие затраты мощности на прокачку теплоносителей:

N=N₁+N₂=0,2+0,6=0,8 кВт.

Приведенные расчеты показывают, что выбранный теплообменник по своим показателям приемлем для эксплуатации.

По данным проведенных расчетов строится температурная диаграмма, показывающая, как изменяются температуры горячего и холодного теплоносителя по теплообменному аппарату, и дается схема ТА (рис. 3.2.1), приводится список используемой литературы.

Рис. 3.2.1. Схема одной секции ТА «труба в трубе»,

работающего по прямотоку (Р=0)