Гидравлический расчет

Произведем расчет гидравлических потерь в трубной полости по сред- ней температуре теплоносителя.

Суммарные гидравлические потери равны:

ÄP1 × ÄP1тр + ÄP1м + ÄP1пат . (3.52)

Рассчитаем гидравлические потери на трение при движении теплоноси- теля по трубам:

ÄP1тр

= x1тр

× L dr1

(rv)2

× 1 , Па; (3.53)

2 × r1

для воздуха

○ 3

r1 = (P1 - ÄP1

/ 2) /(T1ср× 286,3) ,

кг / м

, (3.54)

где

ÄP○

в нулевом приближении задается равным нулю.

Коэффициент гидравлического сопротивления трения вычисляем:

по формуле Пуазейля при

Re1£ 3000 :

x1тр= 64 / Re ; (3.55)

по формуле Блазиуса при 3000 < Re1£ 100000 :

1тр 1

x = 0,3164 / Re0,25

; (3.56)

по формуле Никурадзе при 100000 < Re1

£ 108:

1тр 1

x = 0,0032 + 0,221/ Re0,237

. (3.57)

Гидравлические потери на местные сопротивления при входе в трубное пространство и выходе из него равны:

( r × v )2

ÄP1м

= ( x1вх

+ x1вых) ×

2 × r

, (3.58)

где

xвх

и xвых

определяются с помощью графика (см. рис. 3.2) по отноше-

нию

fc / Fфр.

1 1

Гидравлические потери в патрубках подвода и отвода теплоносителя на- ходим по формуле:

ÄPпат

⎛

= ⎜⎜

G ⎞

1 ⎟⎟

1 ⎛ x рас

× × ⎜⎜ +

xсум

⎞

⎟⎟.

(3.59)

⎝ fc1пат ⎠



2 ⎝ r1вх

r1вых ⎠

Здесь коэффициенты гидравлических сопротивлений находятся с помо-

щью графика (см. рис. 3.2) по отношению

fc1пат/ Fфр1; величины плотности

r1вх и

r1выхвычисляются при температурах входа

t'и выхода

t", причем для

воздуха – с учетом потерь давления

r = P' /( 286,3 × Т ' ) ;

1вх 1 1

r = ( P'- ÄP○) /( 286,3×T " )

1вых 1 1 1

Если полученное значение

ÄP1

отличается от исходного (ÄP○

) более чем

на 100 Па, то расчет выполняется с формулы (3.54).

Произведем расчет гидравлических потерь в межтрубной полости по средней температуре.

Вычислим:

суммарные гидравлические потери:

ÄP2 = ÄP2пол + ÄP2 м + ÄP2пат ; (3.60)

гидравлические потери при поперечном омывании пучка труб:

( rv )2

ÄP2пол

= x2

пол ×

2 × r2

Па; (3.61)

⎛ Ä 0 ⎞

⎜ P -

P2 ⎟

для воздуха

⎜

r2= ⎝

2вх

⎟

2ср

⎠ (286,3 × T ),

где

ÄP○

в нулевом приближении задается равным нулю.

Коэффициент гидравлического сопротивления при поперечном омыва- нии шахматных пучков труб рассчитаем по формулам:

2поп р 2

x = (5,4 + 3,4 × К ) × Re-0,28

2ппо р 2

x = (4 + 6,6 × К ) × Re-0,28

при

при

x1+ dтр

dтр

x1+ dтрdтр

> x4dтр

£ x4 dтр

; (3.62)

. (3.63)

При расчете одноходового цилиндрического теплообменника

Kp= 2 × Np .

Потери на местные сопротивления при входе в межтрубное пространст- во и при выходе из него в теплообменнике цилиндрической формы вычисля- ем по формуле:

ΔP2м

= (x

2вв

+ x2ввы

)×(rv)2, (3.64)

2 ×r

где

x2вх

= 1,5;

x2вых

= 1; r 2

– определяется по средней температуре тепло-

носителя.

⎞

Гидравлические потери в патрубках подвода и отвода теплоносителя в межтрубной полости теплообменника цилиндрической формы равны:

⎛

ΔP = ⎜⎜

G ⎞

2 ⎟⎟ ×

1 ⎛ x

⎜⎜

рас +

xсуж

⎟⎟ , (3.65)

2пат

⎝ fс2пат ⎠

2 ⎝ ρ

2вв

r2ввы ⎠

где

xрас= 1,5 ;

xсуж= 1; величины плотности теплоносителя вычисляем по

температурам входа и выхода, причем для воздуха – с учетом потерь давле- ния:

r2вх

r

= P2вх

= (P

/(286,3 ×Т ' ) ; (3.66)

- ÄP○) /(286,3 ×T " ) . (3.67)

'

2вых

2вх 2 2

Если полученное значение

ΔP2

отличается от исходного

ΔP2

более чем на

100 Па, то расчет повторяется.