Противоточная схема движения теплоносителей

Прямоточная схема движения теплоносителей

3.1.1 Средние удельные теплоемкости в интервалах изменений температур теплоносителей:

- горячий теплоноситель С_р1 = 4180 Дж/(кг∙К);

- холодный теплоноситель С_р2 = 4180 Дж/(кг∙К);

3.1.2 Тепловой поток

. (3.1)

Q = 1,8∙4180∙(98-76)=165528 Вт

3.1.3 Расход холодного теплоносителя

. (3.2)

кг/с

3.1.4 Средние температуры теплоносителей

. (3.3)

⁰ С

. (3.4)

⁰ С

3.1.5 Средний температурный напор

. (3.5)

 

⁰ С

3.1.6 Определяющие температуры

. (3.6)

⁰ С

. (3.7)

= 22+65=87⁰ С

3.1.7 Теплофизические свойства теплоносителей при определяющих температурах.

Определяем по таблице XI [1, с. 459]

Параметры	Горячий теплоноситель	Холодный теплоноситель
, 0 С
ρ, кг/м3
Ср, Дж/кг∙К
λ, Вт/(м∙К)	0,6785	0,6028
µ, Па∙с	0,000327	0,000963

 

3.1.8 Площади поперечного сечения каналов

Внутри труб

. (3.8)

м²

В межтрубном пространстве

. (3.9)

м²

3.1.9 Эквивалентный диаметр межтрубного пространства

. (3.10)

м

3.1.10 Скорости движения теплоносителей

- горячего

. (3.11)

м/с

- холодного

. (3.12)

м/с

3.1.11 Числа Рейнольдса

- для горячего теплоносителя

. (3.13)

- холодного теплоносителя

. (3.14)

По полученным числам Рейнольдса определяем, что режим движения горячего и холодного теплоносителей турбулентный.

3.1.12 Критерий Прандтля

- для горячего теплоносителя

. (3.15)

- для холодного теплоносителя

. (3.16)

- для стенки теплообменника при ⁰ C определяем по таблице XI [1, с.485]

3.1.13 Числа Нуссельта

- для горячего теплоносителя

. (3.17)

- для холодного теплоносителя

. (3.18)

3.1.14 Коэффициенты теплоотдачи

- для горячего теплоносителя

. (3.19)

Вт/(м²∙К)

- для холодного теплоносителя

 

. (3.20)

Вт/(м²∙К)

3.1.15 Линейный коэффициент теплоотдачи

. (3.21)

3.1.16 Длина каналов

. (3.22)

м

3.1.17 Площадь поверхности теплообменника

. (3.23)

м²

3.1.18 Построение графика изменения температур при прямотоке

Рисунок 2 – График изменения температур при прямотоке

3.1.19 Нахождение местных потерь

- для горячего теплоносителя

. (3.24)

где ξ_вх = 0,5 – коэффициент сопротивления входа в трубу

ξ_вых = 1 – коэффициент сопротивления выхода из трубы

n – число труб

w – скорость движения горячего теплоносителя.

м

- для холодного теплоносителя

. (3.25)

м

3.1.20 Нахождение местных потерь на трение

- для горячего теплоносителя

. (3.26)

м

- для холодного теплоносителя

. (3.27)

м

где λ₁ и λ₂ – коэффициенты гидравлического трения

. (3.28)

. (3.29)

3.1.21 Суммарные потери напора

- для горячего теплоносителя

. (3.30)

м

- для холодного теплоносителя

. (3.31)

м

3.1.22 Мощность на прокачивание

- горячего теплоносителя

. (3.32)

Вт

- холодного теплоносителя

. (3.33)

Вт

3.1.23 Суммарная мощность насосов

. (3.34)

Вт

 

Противоточная схема движения теплоносителей

3.2.1 Средние удельные теплоемкости в интервалах изменений температур теплоносителей:

- горячий теплоноситель С_р1 = 4180 Дж/(кг∙К);

- холодный теплоноситель С_р2 = 4180 Дж/(кг∙К);

3.2.2 Тепловой поток

. (3.35)

Q = 1,8∙4180∙(98-76)=165528 Вт

3.2.3 Расход холодного теплоносителя

. (3.36)

кг/с

3.2.4 Средние температуры теплоносителей

. (3.37)

⁰ С

. (3.38)

⁰ С

3.2.5 Средний температурный напор

. (3.39)

 

⁰ С

3.2.6 Определяющие температуры

. (3.40)

⁰ С

. (3.41)

= 22+65=87⁰ С

3.2.7 Теплофизические свойства теплоносителей при определяющих температурах.

Определяем по таблице XI [1, с. 459]

Параметры	Горячий теплоноситель	Холодный теплоноситель
, 0 С
ρ, кг/м3
Ср, Дж/кг∙К
λ, Вт/(м∙К)	0,6785	0,6028
µ, Па∙с	0,000327	0,000963

 

3.2.8 Площади поперечного сечения каналов

Внутри труб

. (3.42)

м²

В межтрубном пространстве

. (3.43)

м²

3.2.9 Эквивалентный диаметр межтрубного пространства

. (3.44)

м

3.2.10 Скорости движения теплоносителей

- горячего

. (3.45)

м/с

- холодного

. (3.46)

м/с

3.2.11 Числа Рейнольдса

- для горячего теплоносителя

. (3.47)

- холодного теплоносителя

. (3.48)

По полученным числам Рейнольдса определяем, что режим движения горячего и холодного теплоносителей турбулентный.

3.2.12 Критерий Прандтля

- для горячего теплоносителя

. (3.49)

- для холодного теплоносителя

. (3.50)

- для стенки теплообменника при ⁰ C определяем по таблице XI [1, с.485]

3.2.13 Числа Нуссельта

- для горячего теплоносителя

. (3.51)

- для холодного теплоносителя

. (3.52)

3.2.14 Коэффициенты теплоотдачи

- для горячего теплоносителя

. (3.53)

Вт/(м²∙К)

- для холодного теплоносителя

 

. (3.54)

Вт/(м²∙К)

3.2.15 Линейный коэффициент теплоотдачи

. (3.55)

3.2.16 Длина каналов

. (3.56)

м

3.2.17 Площадь поверхности теплообменника

. (3.57)

м²

3.2.18 Построение графика изменения температур при противотоке

Рисунок 2 – График изменения температур при противотоке

 

3.2.19 Нахождение местных потерь

- для горячего теплоносителя

. (3.58)

где ξ_вх = 0,5 – коэффициент сопротивления входа в трубу

ξ_вых = 1 – коэффициент сопротивления выхода из трубы

n – число труб

w – скорость движения горячего теплоносителя.

м

- для холодного теплоносителя

. (3.59)

м

3.2.20 Нахождение местных потерь на трение

- для горячего теплоносителя

. (3.60)

м

- для холодного теплоносителя

. (3.61)

м

где λ₁ и λ₂ – коэффициенты гидравлического трения

. (3.62)

. (3.63)

3.2.21 Суммарные потери напора

- для горячего теплоносителя

. (3.64)

м

- для холодного теплоносителя

. (3.65)

м

3.2.22 Мощность на прокачивание

- горячего теплоносителя

. (3.66)

Вт

- холодного теплоносителя

. (3.67)

Вт

3.2.23 Суммарная мощность насосов

. (3.68)

Вт