Определение гидравлических сопротивлений при течении однофазных потоков. Коэффициенты сопротивления.

1 Определение гидравлических сопротивлений при течении однофазных потоков. Коэффициенты сопротивления.

Одной из задач проектирования ТА является определение затрат мощности на преодоление гидравлического (аэродинамического) сопротивления. Т.е. в результате прямого гидравлического расчета определяют потери давления по тракту каждого теплоносителя и соответствующую мощность N перекачивающих агрегатов (насосов, компрессоров и вентиляторов).

Обратный гидравлический расчет – это выбор проходных сечений ТА при заданной (N).

Потери энергии при течении теплоносителей складываются из потерь на преодоление:

· сопротивления трения ;

· местных сопротивлений .

Общее выражение для определения потерь давления потока теплоносителя

где ζ_тр и – коэффициенты сопротивления, приведенные к скорости течения теплоносителя W;

ρ – плотность.

Для течения внутри труб

где λ – коэффициент трения;

λ зависит:

· режима течения – Re;

· условий теплообмена;

· шероховатости стенок труб).

L – длина трубы;

d_г – гидравлический диаметр трубы; d_г=d_вн – круглые и - прямоугольные трубы.

Суммарный представляет собой сумму местных при движении теплоносителя между перегородками, при их огибании в патрубках входа и выхода и т.д. выбирается по результатам экспериментальных исследований.

Общее выражение для потерь давления в ТА.

n_отс – число отсеков

Для 1-го теплоносителя потери давления складываются из:

- при движении между перегородками;

- при огибании перегородок

- вход и выход из межтрубного пространства

- при протекании над перегородками;

- в патрубках входа и выхода.

Для 2-го теплоносителя потери давления складываются из:

- в трубках;

- при входе и выходе из трубок;

- при повороте между ходами в крышке;

- в патрубках входа и выхода.

Коэффициенты местных сопротивлений при продольном и поперечном обтекании элементов ТА приведены в таблице.

Таблица - Коэффициенты местных сопротивлений элементов теплообменного аппарата