Проектирование охладителя. Цель занятия ознакомиться с конструкциями охладителей и с принципами проектирования охладителей заданных параметров

Средняя температура охлаждаемой воды, ℃
t1=t'1+t''12=70+302=50 ℃.
2. Средняя температура охлаждающей воды, ℃
t2=t'2+t''22=15+202=17,5 ℃.
3. Теплофизические параметры охлаждаемой и охлаждающей воды при средней температуре воды t1 и t2 соответственно:
ν1=0,556∙10-6м2/с;
λ1=0,648 Втм∙К;
ρ1=988,1 кгм3;
c1=4,147 кДжкг∙К;
Pr1=3,54.
.ν2=1,081∙10-6м2/с;
λ2=0,593 Втм∙К;
ρ2=998,6 кгм3;
c2=4,185 кДжкг∙К;
Pr2=7,645.
4. В соответствие с вышеизложенными рекомендациями и Приложением назначаются величины:
- скорость охлаждающей воды в трубках w2=3 м/с;
- сортамент труб dн / dв = 17/2 мм = 0,017/0,002 м;
- число ходов охлаждаемой воды z1 = 4;
- число ходов охлаждающей воды z2 = 4;
- шаг трубок s = 1,4 dн=1,4·0,017=0,0238 м;
- коэффициент заполнения трубной доски ηтр = 0,7.
5. Тепловой поток, необходимый для охлаждения воды, кВт
Q=G1сp1t'1-t''1=0,28∙4,14770-30=46,45 кВт.
6. Расход охлаждающей воды, кг/с
G2=Qсp2t''2-t'2=46,454,18520-15=2,22 кгс.
7. Температурный напор между охлаждаемой и охлаждающей водой при противотоке
∆t=t'1-t''2-(t''1-t'2)lnt'1-t''2(t''1-t'2)=70-20-(30-15)ln70-20(30-15)=29 ℃.
8 . Число трубок в охладителе
N=4z2G2πρ2dв2w2=4∙4∙2,223,14∙998,6∙0,0132∙3=22,3≈22.
9. Диаметр гнезда трубок, м
D=1,05sNηтр=1,05∙0,0238220,7=0,14 м.
10. Внутренний диаметр корпуса, м
D0 = D + dн + 2·0,004=0,14+0,017+2·0,004=0,165 м.
11. Площадь поперечного сечения корпуса, свободная от трубок, м2
Fw=0,785D02-dн2N=0,7850,1652-0,0172∙22=0,016 м2
12. Скорость охлаждаемой воды в корпусе, м/с
w1=z1G1ρ1Fw=4∙0,28988,1∙0,016=0,071 м/с
13. Гидравлический диаметр свободного сечения в корпусе для прохода охлаждаемой воды, м
dг=4FwπdнN+πD=4∙0,0163,14∙0,017∙22+3,14∙0,14=0,040 м.
14. Эквивалентный теплопередающий диаметр свободного сечения в корпусе для прохода охлаждаемой воды, м
dт=4FwπdнN=4∙0,0163,14∙0,017∙22=0,054 м.
15. Число Рейнольдса охлаждаемой воды
Re1=w1dгν1=0,071∙0,0400,556∙10-6=5108.
Принимаем в 1-м приближении температуру стенки трубы tст= 30 ºС.
16