Xreferat.com » Рефераты по теплотехнике » Охлаждение, компрессионная машина

Охлаждение, компрессионная машина

(2.16)

F=1,1*3,16=3,47 м2

Далее проводим аналогичный расчет для разных скоростей воды и масла, для того, чтобы выбрать оптимальную площадь поверхности охлаждения и оптимальные скорости воды и масла. Варианты расчетных скоростей и результаты вычислений приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Зависимость поверхности охлаждения маслоохлодителя от скоростей воды и масла .


wв, м/с

0,7 1 1,3 1,5

wм, м/с

0,3 0,5 0,7 0,9

Reв

29806 14903 19374 22354

в, Вт/( м2*К)

7833 4493,3 5549,7 6222,7

qв, Вт/ м2

18799,5

10784

13319,2

14934,4

Reм

11,8 19,7 27,6 35,5

м, Вт/( м2*К)

321,5 412 492 557,8

qм, Вт/ м2

7779,4 9969,8 11904 13498

к, Вт/( м2*К)

308,6 384,6 456,6 507,6

F, м2

9,24 7,4 6,3 5,6

F, м2

8,4 6,7 5,7 5,1

Выбираем вариант с площадью поверхности охлаждения F=3,47м2 и скоростями воды и масла wв=1 м/с и wм=0,5м/с.


3. КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ.


3.1 Определение количества трубок и способа их размещения.

Конструктивный расчет кожухотрубных теплообменников состоит в определении количества трубок и способа их размещения, нахождении внутреннего диаметра корпуса и числа ходов в трубном и межтрубном пространстве.

В основу расчета положены исходные и результаты теплового расчета, приведенные выше.


Общая длина трубы в расчете на одноходовой пучок, м[6,стр.26]:


L=900*F*dвн*wв*в/Gв (3.1.1)

F- поверхность теплообмена, м2;

dвн – внутренний диаметр трубы,м;

wв – скорость теплоносителя (в нашем случае это скорость воды, т.к. она течет внутри трубок), м/с;

в – плотность воды, кг/ м3;

Gв – часовой расход воды, кг/ч;

L=900*3,16*0,014*1*997,45/10008=9,3м


Рабочая длина трубы в одном ходу,м:


L’=L/Zв, м


L – общая длина трубы,м;

Zв – число ходов по воде; (3.1.2) [6,стр26]


Определяем число ходов по воде. Для этого рассчитаем несколько вариантов и выберем оптимальный.


Zв=2 L’=9,3/2=4,65 м

Zв=4 L’=9,3/4=2,325 м

Zв=6 L’=9,3/6=1,55 м


Выбираем Zв=4 и L’=2,325 м.


Число трубок одного хода в трубном пространстве, шт.:


No=(4*Gв)/(3600**dвн2*в*wв ) (3.1.3) [6,стр27]


Gв – массовый расход воды в трубном пространстве, кг/ч;

dвн – внутренний диаметр трубок, м;

в – плотность воды, кг/м3;

wв – скорость воды,м/с;

No=(4*10008)/(3600*3,14* (0,014)2*997,45*1)=18 шт


Общее количество трубок, шт;


N=No*Zв,шт (3.1.4) [6,стр27]


No - число труб одного хода в трубном пространстве, шт;

Zв – число ходов воды в трубном пространстве;

N=18*4=72


Шаг труб в пучке t (расстояние между центрами трубок) принимают из условий прочности:


t=(1,3…1,.5)*dн, м (3.1.5) [6,стр27]


dн – наружный диаметр трубок,м;

t=1,3*0,016=0,02м


Выбираем концентрическое размещение труб из условий максимальной компактности, удобства разметки трубных досок и монтажа пучка труб. [6,стр27]


3.2 Внутренний диаметр корпуса теплообменника.


Для многоходовых теплообменников внутренний диаметр корпуса определяется:


D=1,1*t*(N/)0,5,м (3.2.1) [6,стр28]


t – щаг труб в пучке,м;

N – общее количество труб,шт;

 - коэффициент заполнения трубной решетки (принимается 0,6-0,8);

D=1,1*0,02*(72/0,7)0,5=0,223м


3.3 Конструкция и размеры межтрубного пространства.


Для повышения скорости теплоносителя в межтрубном пространстве кожухотрубных теплообменников используются поперечные перегородки. В нашем случае это перегородки типа диск-кольцо. [6,стр28]


Площадь межтрубного пространства,:


Sмтр=S1=S2=S3=Gм/(3600*м*wм), м2 (3.3.1) [6,стр29]


S1 – площадь кольцевого зазора между корпусом и диском, м2;

S2 – площадь в вертикальном сечении между кольцевыми и дисковыми перегородками, м2;

S3 – проходное сечение для теплоносителя в кольце, м2;

Gм – массовый расход теплоносителя (в данном случае это масло, т.к. оно течет в межтрубном пространстве) ,кг/ч;

м – плотность масла, кг/м3;

wм – скорость масла в межтрубном пространстве, м/с;

Sмтр=10008/(3600*859,3*0,5)=0,0065 м2


Площадь кольцевого зазора между корпусом и диском:


S1=(/4)*[( D2- D22)-N*dн2], м2 (3.3.2) [6,стр28]


D – внутренний диаметр корпуса, м;

D2 – диаметр дисковой перегородки, м;

N – число труб, шт;

dн –наружный диаметр трубки, м;


D2=[(*( D2- N*dн2)-4*S1)/ ]0,5

D2=[(3,14*( 0,2232- 72*(0,016)2)-4*0,0065)/3,14]0,5=0,152м

Проходное сечение для теплоносителя в кольце:


S3=(* D12/4)*[1-0,91**(dн/t)2], м2 (3.3.3) [6,стр29]


D1 – диаметр кольцевой перегородки, м;

 - коэффициент заполнения трубной решетки (принимается 0,6-0,8);

dн –наружный диаметр трубки, м;

t – щаг труб в пучке,м;


D1=[4*S3/((1-0,91**(dн/t)2)* )] 0,5

D1=[4*0,0065/((1-0,91*0,7*(0,016/0,02)2)*3,14)] 0,5=0,014м


Площадь в вертикальном сечении между кольцевыми и дисковыми перегородками:


S2=*Do*h*(1-(dн/t)),м2 (3.3.4) [6,стр28]


Do – средний диаметр, м;

Do=0,5*(D1+D2)=0,083м

h – расстояние между перегородками, м;

dн –наружный диаметр трубки, м;

t – щаг труб в пучке,м;


h=S2/[*Do*(1-(dн/t))], м

h=0,0065/[3,14*0,083*(1-(0,016/0,02))]=0,1244 м


Число ходов масла в межтрубном пространстве:


Zм=L’/h

L’ – рабочая длина трубы в одном ходу, м:

h – расстояние между перегородками, м;

Zм=2,325/0,1244=18


Число перегородок в межтрубном пространстве равно Zм-1=18-1=17


3.4 Определение диаметра патрубков.


Диаметр патрубков dn зависит от расхода и скорости теплоносителя и определяется из соотношения:


(/dn2)=(G/(3600**wn)) (3.4.1) [6,стр31]

G – расход теплоносителя, кг/ч;

 - плотность теплоносителя, кг/м3;

wn – скорость теплоносителя, м/с.

dn=[(4*G)/( *3600**wn)]0,5

Скорости в патрубках обычно принимаются несколько большими, чем в аппарате. Мы принимаем:

wв=2,5м/с

wм=1м/с


Т.о. диаметр патрубков для воды:

dnв=[(4*10008)/( 3,14*3600*997,45*2,5)]0,5=0,0014м,

для масла:

dnм=[(4*3,6)/( 3,14*859,3*1)]0,5=0,0053м,

4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ.


Задачей гидравлического расчета является определение величины потери давления теплоносителей при их движении через теплообменные аппараты. Падение давления Рто в теплообменниках при прохождении теплоносителя по трубам и в межтрубном пространстве складывается из потерь на сопротивление трению и на местные сопротивления, Па:


Рто=Ртр+Рмс=[(*L’* w2)/(dэ*2)]*+*( (w2*)/2), Па

(4.1.1) [6,стр32]


 - коэффициент гидравлического трения ( для латунных труб =0,02);

L’ – рабочая длина трубы в одном ходу, м;

w – средняя скорость движения теплоносителя на данном участке, м/с;

dэ – эквивалентный диаметр сечения канала, равный 4*f/Sсм;

f – площадь сечения прохода теплоносителя, м2;

f=Sмтр=0,0065 м2 ;

Sсм – смоченный периметр прохода теплоносителя, м;

Sсм=*D;

D – внутренний диаметр корпуса теплообменника, м;

Sсм=3,14*0,223=0,7м;

dэ=4*0,0065/0,7=0,037м

 - плотность теплоносителя, кг/м3;

 - сумма коэффициентов местных сопротивлений. Ихзначения мы берем из таблицы (табл.1,[9]);

Для воды мы учитываем коэффициенты, приведенные в таблице 4.1.


Таблица 4.1.

Значения коэффициентов местных сопротивлений.


Местное сопротивление Коэффициент
Входная или выходная камера(удар и поворот) 1,5

Поворот на 1800 внутри камеры при переходе из одного пучка трубок в другой

2,5
Вход в трубное пространство и выход из него 1

Таким образом, сумма коэффициентов местных сопротивлений для воды:


в=1,5*2+2,5*3+1*2=12,5


Ртов=Ртр+Рмс=[(0,02*2,325*12)/(0,037*2)]*997,45+[12,5*((12*997,45)/2)]=

=6861 Па


Располагаемый перепад давлений, создаваемый насосом:


Рр=Рто+Ртр,Па

Ртр=[(*L’* w2)/(dэ*2)]*=[(0,02*2,235*12)/(0,037*2)]*997,45=626,8 Па

Ррв=6861+626,8=7478,7 Па


Соответствующее значение температурного напора:


Нр=Рр/(*g), м (4.1.2) [6,стр34]


Рр - располагаемый перепад давлений, создаваемый насосом, Па;

 - плотность теплоносителя, кг/м3;

g – ускорение свободного падения, м2/с;


Нрв=7487,7/(997,45*9,8)=0,77 м

Мощность N, кВт на валу насоса:


N=(G*Рр)/(1000**н), кВт (4.1.3) [6,стр34]


G – расход рабочей среды, кг/с;

Рр - располагаемый перепад давлений, создаваемый насосом, Па;

 - плотность теплоносителя, кг/м3;

н – КПД насоса;

Nв=(2,78*7487,7)/(1000*997,45*0,7)=0,03 кВт


Далее делаем аналогичный расчет для масла.


=0,02+(1,7/Re 0,5)

=0,02+(1,7/19,70,5)=0,4


Для масла учитываем коэффициенты, приведенные в таблице 4.2.


Таблица 4.2.

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: