5.9.1 Конструктивный тепловой расчет

 

 

Удельная работа насоса

 

.

 

Удельная теловая нагрузка при подогреве жидкого R-142

 

.

 

Теловая нагрузка при подогреве жидкого R-142в

 

.

 

Необходимый массовый расход воды через теплообменник

 

,

 

где  – температура воды на входе в теплообменник;

 – температура воды на выходе из теплообменника.

Температурный напор теплообменника (рис. 5.15)

 

.

 

 

Из уравнения теплопередачи площадь теплоотдающей поверхности теплообменника

 

,

 

где  – коэффициент теплопередачи. Предварительно принимаем значение .

Принимаем трубы 14×1. Внутренний диаметр труб

 

.

 

Общая длина труб:  

 

.

 

Принимаем общее число труб при треугольном их расположении . Для данного количества труб число труб, распологаемых по внешней стороне шестиугольника равно , а число труб на диагонали шестиугольника равно . Тогда длина одной трубы

 

.

 

Внутренний диаметр обечайки кожуха

 

,

 

где  – расстояние между осями труб

Расчетная толщина стенки кожуха

 

,

 

где  – давление в межтрубном пространстве;

 – допускаемое напряжение в корпусе по [19], табл.1.3, с.11;

φр – коэффициент прочности сварного шва при автоматической сварке стыкового шва со 100% контролем.

Толщина стенки с учетом прибавки на коррозию

 

.

 

Принимаем S=6мм.

Кинематическая вязкость воды

 

,

 

где  – кинематическая вязкость воды соответственно на входе и выходе из теплообменника по [20], табл.1.36, с.92.

Скорость воды в трубах

 

,

 

где  – плотность воды

 

,

где  – плотность воды соответственно на входе и на выходе из теплообменника по [20], табл.1.36, с.92.

Число Рейнольдса аналогично формуле (5.1)

 

.

 

Число Прандтля

 

.

 

Средняя динамическая вязкость

 

.

 

Температура стенки

 

.

 

Динамическая вязкость при температуре стенки

 

,

 

 – кинематическая вязкость при температуре стенки по [20], табл.1.36, с.92;

 – плотность при температуре стенки по [20],

табл.1.36, с.92.

Число Нуссельта по формуле (5.2)

 

 

Коэффициент теплопроводности

 

,

 

где  – коэффициент теплопроводности воды соответственно на входе и выходе из теплообменника по [20], табл.1.36, с.92.

Коэффициент теплоотдачи

 

.

 

Скорость хладона в пучке труб

 

,                                                        (5.14)

 

где  – проходное сечение при продольном обтекании трубного пучка

 

.

 

По формуле (5.14) скорость жидкого R-142

.

 

Число Рейнольдса по формуле (5.8)

 

.

 

Число Нуссельта при продольном обтекании труб

 

,                                (5.15)

 

где  – число Прандтля;

 – динамическая вязкость фреона соответственно средняя и при температуре стенки;

 – коэффициенты

 

;

;

;

.

 

Таким образом, число Нуссельта по формуле (5.15)

 

.

 

Коэффициент теплопроводности

 

.

 

Коэффициент теплоотдачи

 

.

 

Коэффициент теплопередачи теплообменника

 

 

где  – термическое сопротивление образующейся на внутренней стенке трубок накипи аналогично разделу 5.5.2.

В связи с малой разницей принятого коэффициента теплопередачи с вычисленным перерасчет не проводим.