Определение диаметра патрубков

3.4 Определение диаметра патрубков.

Диаметр патрубков dn зависит от расхода и скорости теплоносителя и определяется из соотношения:

(p/dn²)=(G/(3600*r*wn)) (3.4.1) [6,стр31]

G – расход теплоносителя, кг/ч;

r - плотность теплоносителя, кг/м³;

wn – скорость теплоносителя, м/с.

dn=[(4*G)/( p*3600*r*wn)]^0,5,м

Скорости в патрубках обычно принимаются несколько большими, чем в аппарате. Мы принимаем:

wв=2,5м/с

wм=1м/с

 

Т.о. диаметр патрубков для воды:

dnв=[(4*10008)/( 3,14*3600*997,45*2,5)]^0,5=0,0014м,

для масла:

dnм=[(4*3,6)/( 3,14*859,3*1)]^0,5=0,0053м,

4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ.

Задачей гидравлического расчета является определение величины потери давления теплоносителей при их движении через теплообменные аппараты. Падение давления DРто в теплообменниках при прохождении теплоносителя по трубам и в межтрубном пространстве складывается из потерь на сопротивление трению и на местные сопротивления, Па:

DРто=DРтр+DРмс=[(l*L’* w²)/(dэ*2)]*r+åz*( (w²*r)/2), Па

(4.1.1) [6,стр32]

l - коэффициент гидравлического трения ( для латунных труб l=0,02);

L’ – рабочая длина трубы в одном ходу, м;

w – средняя скорость движения теплоносителя на данном участке, м/с;

dэ – эквивалентный диаметр сечения канала, равный 4*f/Sсм;

f – площадь сечения прохода теплоносителя, м²;

f=Sмтр=0,0065 м² ;

Sсм – смоченный периметр прохода теплоносителя, м;

Sсм=p*D;

D – внутренний диаметр корпуса теплообменника, м;

Sсм=3,14*0,223=0,7м;

dэ=4*0,0065/0,7=0,037м

r - плотность теплоносителя, кг/м³;

åz - сумма коэффициентов местных сопротивлений. Ихзначения мы берем из таблицы (табл.1,[9]);

Для воды мы учитываем коэффициенты, приведенные в таблице 4.1.

Таблица 4.1.

Значения коэффициентов местных сопротивлений.

Местное сопротивление	Коэффициент
Входная или выходная камера(удар и поворот)	1,5
Поворот на 1800 внутри камеры при переходе из одного пучка трубок в другой	2,5
Вход в трубное пространство и выход из него	1

Таким образом, сумма коэффициентов местных сопротивлений для воды:

åzв=1,5*2+2,5*3+1*2=12,5

DРтов=DРтр+DРмс=[(0,02*2,325*1²)/(0,037*2)]*997,45+[12,5*((1²*997,45)/2)]=

=6861 Па

Располагаемый перепад давлений, создаваемый насосом:

DРр=DРто+DРтр,Па

DРтр=[(l*L’* w²)/(dэ*2)]*r=[(0,02*2,235*1²)/(0,037*2)]*997,45=626,8 Па

DРрв=6861+626,8=7478,7 Па

Соответствующее значение температурного напора:

Нр=DРр/(r*g), м (4.1.2) [6,стр34]

DРр - располагаемый перепад давлений, создаваемый насосом, Па;

r - плотность теплоносителя, кг/м³;

g – ускорение свободного падения, м²/с;

Нрв=7487,7/(997,45*9,8)=0,77 м

Мощность N, кВт на валу насоса:

N=(G*DРр)/(1000*r*hн), кВт (4.1.3) [6,стр34]

G – расход рабочей среды, кг/с;

DРр - располагаемый перепад давлений, создаваемый насосом, Па;

r - плотность теплоносителя, кг/м³;

hн – КПД насоса;

Nв=(2,78*7487,7)/(1000*997,45*0,7)=0,03 кВт

Далее делаем аналогичный расчет для масла.

l=0,02+(1,7/Re ^0,5)

l=0,02+(1,7/19,7^0,5)=0,4

Для масла учитываем коэффициенты, приведенные в таблице 4.2.

Таблица 4.2.

Значения коэффициентов местных сопротивлений.

Местное сопротивление	Коэффициент
Входная или выходная камера(удар и поворот)	1,5
Поворот на 1800 через перегородку в межтрубном пространстве	1,5
Вход в межтрубное пространство	1,5
Задвижка нормальная	0,5-1,0

Таким образом, сумма коэффициентов местных сопротивлений для масла:

åzм=1,5*2+1,5*17+1,2*2+0,7*2=32,9

DРтом=DРтр+DРмс=[(0,4*0,325*0,5²)/(0,037*2)]*859,3+[32,9*((0,5²*859,3)/2)]=

=6233,7 Па

Располагаемый перепад давлений, создаваемый насосом:

DРтрм= (0,4*0,325*0,5²)/(0,037*2)]*859,3=2699,8Па

DРрм=6233,7+2699,8=8933,5 Па

Соответствующее значение температурного напора:

Нрм=8933,5/(859,3*9,8)=1,06 м

Мощность N, кВт на валу насоса:

Nм=(3,6*8933,5)/(1000*859,3*0,7)=0,053 кВт