Расчёт теплопередачи после оребрения

5 Расчёт теплопередачи после оребрения

 

Алгоритм расчёта

Целью расчёта является завершение компоновки теплообменника, уточнение расчётов теплопередачи и гидродинамического сопротивления.

Коэффициент теплоотдачи по воздуху незначителен, поэтому необходимо делать оребрение для увеличения этого коэффициента.

Рис 5.1 Схема оребрения

Выбираем параметры ребра из заданных пределов:

Коэффициент теплоотдачи будет равен

, (5.1)

Где  - коэффициент теплопроводности для Сталь 10.

-приведенный коэффициент теплоотдачи для воздуха, (5.2)

ε - степень оребрения

(5.3)

Е-степень эффективности рёбер, принимается равной 0,8,

Ψ-поправка на обтекание рёбер, примерно равна 1,

χ-коэффициент межтрубного пространства:

 (5.4)

α₁-коэффициент теплоотдачи от воздуха, определяется из критериального уравнения:

; (5.5)

α₂- коэффициент теплоотдачи от воды, определяется из критериального уравнения:

. (5.6)

Число Нуссельта при турбулентном режиме течения в канале(стр.14 [1]):

=1 при

Рис. 5.2 Схема оребрения

Находим свободную площадь газохода с учётом оребрения:

(5.7)

Уточняем значение скорости выхлопных газов после установки рёбер:

 (5.8)

Число Рейнольдса для выхлопных газов с учётом оребрения:

(5.9)

Число Нуссельта после оребрения:

, (5.10)

Значения  берём из четвёртого раздела.

Уточняем значение степени эффективности рёбер:

, (5.11)

Где -эквивалентная высота для прямоугольных рёбер, коэффициент , Ψ=1-0,058()

Уточняем площадь теплообмена, число рядов труб и высоту теплообменника:

Необходимо учитывать эксплуатационное загрязнение теплообменного аппарата и делать запас по площади.

Затем пересчитываем число рядов труб и уточняем высоту теплообменника.

После установки рёбер изменится гидравлическое сопротивление по воздуху

не должно превышать 2 кПа.

Расчётная часть

Выбираем параметры ребра из заданных пределов:

Число Нуссельта при турбулентном режиме течения в канале(стр.14 [1]):

=1 при

Определяем коэффициент теплоотдачи от воды из критериального уравнения:

.

Степень оребрения

Коэффициент межтрубного пространства:

Находим свободную площадь газохода с учётом оребрения:

.

Уточняем значение скорости выхлопных газов после установки рёбер:

.

Число Рейнольдса для выхлопных газов с учётом оребрения:

Число Нуссельта после оребрения:

,

Коэффициент теплоотдачи от воздуха, определяется из критериального уравнения:

.

Приведенный коэффициент теплоотдачи для воздуха

Коэффициент теплоотдачи будет равен

,

-коэффициент теплопроводности для Сталь 10.

Эквивалентная высота для прямоугольных рёбер

 

коэффициент

Уточняем значение степени эффективности рёбер:

,

Ψ=1-0,058()=

Уточняем площадь теплообмена, число рядов труб и высоту теплообменника:

Необходимо учитывать эксплуатационное загрязнение теплообменного аппарата и делать запас по площади.

Затем пересчитываем число рядов труб и уточняем высоту теплообменника.

После установки рёбер изменится гидравлическое сопротивление по воздуху

не превышает 2 кПа.

Таблица 5.1 Результаты расчётов

Наименование	Обозначение	Размерность	Значение
Шаг между рёбрами	s	мм	6
Высота ребра	h	мм	12
Толщина ребра		мм	2
Скорость выхлопных газов после оребрения		м/с	13,4
Число Рейнольдса	Re1	-	14042
Число Нуссельта для выхлопных газов	Nu1	-	80,2
Число Нуссельта для воды	Nu2	-	88,9
Степень эффективности рёбер	Е	-	1
Поправка на обтекание рёбер	ψ	-	0,99

Список литературы

 

1.         Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Тепломассообмен» для студентов энергетических специальностей, СумГУ, 2006.

2.         Михеев М.А., Основы теплопередачи, Госэнергоиздат,1956.

3.         Новиков И.И. и Воскресенский К.Д., Прикладная термодинамика, Госэнергоиздат, 1961.

4.         Швец Т., Общая теплотехника, Издательство Киевского Университета, 1963.

5.         Константінов С.М. Теплообмін: Підручник. – К.: ВПІ ВПК «Політехніка»: Інрес, 2005. – 304с.