Расчет коэффициента теплопередачи для пучка оребренных труб

2.10 Расчет коэффициента теплопередачи для пучка оребренных труб

Ведем расчет на единицу гладкой поверхности трубы по [2]:

, Вт/(м²·К),

где F_ст - поверхность гладкой трубы по наружному диаметру, приходящаяся на на 1 м ее длины. Все остальные величины и обозначения см. выше.

 Вт/(м²·К).

Можно сделать вывод о том, что при прочих равных условиях оребрение гладкой поверхности трубы со стороны воздуха приводит к значительному увеличению коэффициента теплопередачи.

2.11 Расчет поверхности теплообмена холодильника

.

Количество труб

.

В случае отсутствия оребрения:

.

Количество труб

.

2.12 Расчет аэродинамического сопротивления пучка труб

Аэродинамическое сопротивление пучка труб определяется по формуле:

где ρ_в – плотность воздуха при его начальной температуре, кг/м³;

W_уз – скорость воздуха в узком сечении трубного пучка, 10,6 м/с;

n_в – число горизонтальных рядов труб в пучке (по вертикали);

d_н = 0,028 м – наружный диаметр трубы;

S_р = 0,0035 м – шаг ребер.

Рисунок 2.1 – Оребренная биметаллическая труба

Критерий Рейнольдса, отнесенный к диаметру труб d_н, определяется по формуле:

где ν_ср – кинематическая вязкость воздуха при средней температуре воздуха, м²/с.

;

Па.

2.13 Расчет мощности электродвигателя к вентилятору

Мощность, потребляемая вентилятором, находится по формуле:

,

где η – к.п.д. вентилятора, принимается в пределах η = 0,62 – 0,65.

 кВт.

При подборе электродвигателя расчетную мощность следует увеличить на 10 % для обеспечения пуска двигателя. Поэтому действительная мощность двигателя:

N_э.д.=1,1·N;

N_э.д.=1,1·10,6= 11,7 кВт.

3. Тепловой и эксергетический балансы холодильника

3.1 Тепловой баланс аппарата

Тепловой баланс аппарата:

,

Где  - количество тепла, поступающего в АВО с керосиновым дистиллятом,

- количество тепла, уходящего с керосиновым дистиллятом, находятся по формулам:

 кДж/ч,

, кДж/ч.

где  - количество тепла, приходящее и уходящее с воздухом:

кДж/ч,

кДж/ч,

,

.

Тепловой баланс сошелся.

Тепловая диаграмма представлена на рисунке 2.2.

Рис. 2.2 – Тепловая диаграмма АВО

3.2 Эксергетический баланс потоков

Эксергетический баланс теплообменника:

,

где , кВт – уменьшение эксергии горячего теплоносителя,

, кВт – увеличение эксергии холодного теплоносителя.;

 - потери эксергии, кВт.

Эксергия нагреваемого потока рассчитывается следующим образом:

 кВт,

 кВт.

 кВт.

Эксергия охлаждаемого потока:

 кВт,

 кВт,

кВт.

Потери эксергии в АВО:

 кВт.

Эксергетический КПД АВО:

.

Эксергетическая диаграмма представлена на рис. 2.3.

Рис. 2.3 – Эксергетическая диаграмма

Список использованных источников

1 Латыпов Р.Ш., Шарафиев Р.Ф. Техническая термодинамика и энерготехнология химических производств. – М.: Энергоатомиздат. – 1995. – 344 с.

2 Кузнецов А.А., Кагерманов С.М., Судаков Е.Н. Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности. Ленинград.: Химия. – 1974. – 344 с.