(Назад)
(Cкачать работу)направления движения теплоносителей. При симметричной компоновке, т. е. при одинаковом числе ходов для обоих теплоносителей, сохраняются противоток и среднелогарифмическая разность температур.
Рассмотрим Сх: (27+27)/54. Скорость горячей жидкости и число Re1 возрастут вдвое, а коэффициент теплоотдачи ai увеличится в соответствии с формулой (2.20) в 20,73= 1,66 раза. Коэффициент α2 останется неизменным. Получим: α1=2174∙1,66 = 3605 Вт/(м2∙К); К=( 1/3605+ 1/4744+0,000747)-1=810 Вт/(м2∙К). В данном случае поправку на среднелогарифмическую движущую силу можно найти так же, как для кожухотрубчатых теплообменников с одним ходом в межтрубном пространстве и четным числом ходов в трубах:
ε∆t = 0,813 (см. разд. 2.4.1). Тогда
∆tср = 40,8∙0,813 = 33,2°С. Требуемая поверхность теплопередачиF=1822 650/(810∙33,2) =67,8 м2.Номинальная поверхность F2п=63,0 м2 по-прежнему недостаточна.
Перейдя к симметричной компоновке пластин, например по схеме Сх: (27 + 27)/(27 + 27), вернемся к схеме чистого противотока с одновременным увеличением α2 в 1,66 раза: α2 = 4744 •1,66 = 7875 Вт/ (м2 • К); К = (I /3605 + 1 /7875 + 0.000747) -1 = 869 Вт/ (м2 • К); F= 1 822 650/(40,8∙869) =51,4 м2. Теперь нормализованный теплообменник подходит с запасом
∆= (63 — 51,4) 100/51,4=22,6%. В этом теплообменнике скорость горячей жидкостиω1 =0,046∙2 = 0,092 м/с, Re1 =697∙2= 1394, скорость холодной жидкостиω2 = 0,165∙2 = 0,33 м/с, Re2= 1697∙2=3394.
Масса аппарата: М2п=1530 кг. Вариант ЗП. Учтя опыт предыдущих расчетов, примем трехпакетную симметричную компоновку пластин: Сх: (14+14+15)/(14+14+15) (всего в аппарате 86 пластин, F3п — 50 м2). При этом скорости и числа Re возрастут в 27/14=1,93 раза: ω1 =0,092•1,93 = 0,1774 м/с; Re1 = 1394•1,93 = 2688; ω2 = 0.33 • 1,93 = 0,636 м/с, Re2 = 3394 •1,93 = 6546. Коэффициенты теплоотдачи возрастут в (1,93)0,73= 1,615 раза: α1 =3605∙1,615 = 5823 Вт/(м2∙К); α2 = 7875∙1,615= 12 720 Вт/(м2∙К); К=1003 Вт/(м2∙К); F = 44,5 м2; ∆=12,4 %; Мзп = 1400 кг. Для выбора оптимального варианта из трех конкурирующих необходимо определить гидравлические сопротивления в аппаратах. 2.4 Расчет гидравлического сопротивления пластинчатых теплообменников Гидравлическое сопротивление для каждого теплоносителя определяют по формуле [8]:
где L — приведенная длина каналов, м (см. табл. 2.14); dэ — эквивалентный диаметр каналов, м; х — число пакетов для данного теплоносителя, ωш —скорость в штуцерах на входе и выходе; ξ = а1/Re — для ламинарного движения, ξ = а2/Re0,25— для турбулентного движения. Коэффициенты а1 и а2 зависят от типа (площади) пластины:
Площадьпластины, м | 0,2 | 0,3 | 0,6 | 1,3 |
а1 | 425 | 425 | 320 | 400 |
а2 | 19,6 | 19,3 | 15,0 | 17,0 |
Для определения скорости в штуцерах в таблице приведены диаметры условных проходов штуцеров. При скорости жидкости в штуцерах меньше 2,5 м/с их гидравлическое сопротивление можно не учитывать.
- Расчет гидравлических сопротивлений.
Вариант 1П. Результаты расчета гидравлических сопротивлений:
ξ 1 = 15,0/=3,09; х1 = 1; L=l,01 м; dш = 0,2 м; ω1 =0.0365 м/с; ω1ш = 6,0∙4/(π∙0,22∙986) = 0,194 м/с
Похожие работы
Интересная статья: Быстрое написание курсовой работы