Последовательность компоновочного расчета

Страница 5

Выбранная по ГОСТУ 15518-70 поверхность м2 достаточная для заданных условий.

Гидромеханический расчет

Из предыдущих разделов расчета фактические скорости движения кислоты и воды в каналах теплообменника w1 = 0,296 м/с; w2 = 0,536 м/с при Re = 374; Re = 5330.

1. Вычисляем коэффициент общего гидравлического сопротивления единицы относительной длины канала для обеих сред:

;

2. Гидравлические сопротивления пакетов пластин при этом:

кПа

кПа

3. Проверяем скорости движения кислоты и воды в штуцерах при площади проходного сечения штуцера при Dшт = 150 мм и fD = 0,0176 м2:

м/с

м/с

4. Так как скорость воды в штуцере больше допустимой (2,79>2,5 м/с), то рассчитаем местное гидравлическое сопротивление водяного штуцера, приняв ξшт = 1,5:

кПа (580 кгс/м2)

5. Общее гидравлическое сопротивление теплообменника составит:

а) для тракта движения кислоты кПа (10130 кгс/м2);

б) для тракта движения воды кПа (11380 кгс/м2).

6. Сопоставим заданные располагаемые напоры с расчетными гидравлическими сопротивлениями. При этом должно соблюдаться условие:

Для тракта движения кислоты получим .

Аналогично для тракта движения воды .

Как видим, действительные гидравлические сопротивления находятся в пределах располагаемых значений.

7. Подсчитаем мощность, необходимую на преодоление гидравлических сопротивлений при прокачивании кислоты и воды через теплообменник:

Вт = 7,26 кВт

Вт = 7,4 кВт,

где η1 и η2 – коэффициенты полезного действия насосов выбраны по каталогу-справочнику «Насосы» в соответствии с расходами сред:

насос КНЗ-8/32 η1 = 0,372

насос 6К-8б η2 = 0,74.

Пример 2.

Произвести проектный расчет пластинчатого разборного аппарата для обогрева минерального масла конденсирующимся водяным паром при следующих исходных данных:

Располагаемый расход пара

G1 = 1,39 кг/с

Начальная температура пара

= 143 °С

Температура конденсации

°С

Начальная температура масла

°С

Конечная температура масла

°С

Давление пара в конденсаторе

Р1 = 300 кПа

(30000 кгс/м2)

Давление на стороне масла

Р2 = 600 кПа

(60000 кгс/м2)

Располагаемый напор на преодоление гидравлического сопротивления по стороне масла

кПа

(10000 кгс/м2)

Удельная теплота фазового превращения

r = 2160000 Дж/кг

Плотность пара

кг/м3

Плотность конденсата

кг/м3

Плотность масла

кг/м3

Удельная теплоемкость пара

с1 = 2090 Дж/(кг·°С)

Удельная теплоемкость конденсата

ск = 4187 Дж/(кг·°С)

Удельная теплоемкость масла

с2 = 1990 Дж/(кг·°С)

Теплопроводность конденсата

λк = 0,685 Вт/(м·°С)

Теплопроводность масла

λ2 = 0,127 Вт/(м·°С)

Кинематическая вязкость конденсата

νк = 0,228·10–6 м2/с

Кинематическая вязкость масла

ν2 = 24,4·10–6 м2/с

Критерий Прандтля для конденсата

Prк = 1,33

Критерий Прандтля для масла при средней температуре

Pr2 = 388

Критерий Прандтля при температуре стенки

Prст = 121

Аппарат намечено проектировать на базе пластин типа ПР-0,5М из листовой стали Х18Н10Т толщиной 1 мм с гофрами в елочку и следующими данными:

 

Поверхность теплопередачи одной пластины:

м2

Эквивалентный диаметр межпластинчатого канала

dэ = 0,0096 м

Площадь поперечного сечения одного канала

м2

Приведенная длина канала

м

Теплопроводность материала пластины

λст = 15,9 Вт/(м·°С)

Для пластин принятого типа при заданном зазоре действительны уравнения теплоотдачи:

а) от конденсирующего пара к стенке (14)

б) от стенки к нагреваемому маслу (5)

 
Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9