Тcр = ( ∆Тб - ∆Тм)/ln (∆Тб/∆Тм).

= 1/(1/827,4 + 0,0015/50 + 1/696,6) = 374 Вт/(м2·К).

Средний логарифмический температурный напор определяем по формуле (6.6)

∆Тcр = ( ∆Тб - ∆Тм)/ln (∆Тб/∆Тм).

Больший ∆Т_б и меньший ∆Т_м температурные напоры для теплообменных аппаратов с противотоком определяем по по формулам (6.8)

∆Т_б = Т'₁- Т"₂ = 371 – 328 = 43 К;

∆Тм = Т"1- Т'2 = 329,5 – 288 = 41,5 К

Тогда средний логарифмический температурный напор составит

∆Т_cр = (43 - 41,5)/ln(43/41,5) = 1,5/ ln 1,036 = 42,37 К.

Поверхность теплообмена аппарата определим по формуле (6.15)

F = Q/(k ∆Тcр) = 2087·103/(374·42,37) = 131,7 м2.

Длину труб теплообменника определим по формуле (6.17), выбирая диаметр d по наименьшему коэффициенту теплоотдачи. В нашем случае α₂ < α₁, поэтому выбираем наружный диаметр d_н труб. Тогда длина труб

в кожухотрубном теплообменнике в случае противотока равна

ℓ = F /(πdнn) = 131,7/(3,14·0,051·59) = 13,9 м.

Если применить в теплообменнике движение жидкостей по прямотоку, то больший ∆Т_б и меньший ∆Т_м температурные напоры определяем по по формулам (6.7)

∆Тб = Т'1 - Т'2 = 371 – 288 = 83 К;

∆Тм = Т"1 - Т"2 = 329,5 – 328 = 1,5 К.

В этом случае средний логарифмический температурный напор составит

∆Т_cр = (83 -1,5)/ln(83/1,5) = 81,5/ ln 55,33 = 20,3 К,

а поверхность теплообмена аппарата при прямотоке составит

F_прям = Q/(k ∆Т_cр) = 2087·10³/(374·20,3) = 274,9 м²,

т.е. поверхность теплообмена в рассматриваемом аппарате с прямотоком по сравнению с противотоком увеличивается в 2,1 раза.

Гидравлическое сопротивление кожухотрубного теплообменника практически определяется только сопротивлением трения по формуле(6.19)

∆р_тр1 = ξ₁(ℓ/d_в)ρ₁w₁²/2;

∆ртр2= ξ2(ℓ/dэкв)ρ2w22/2.

Коэффициенты трения для теплоносителей определяем по формуле (6.20)

ξ₁ = (0,3164/Re₁^0,25)(Pr_ст₁/Pr₁)^1/3 =

= (0,3164 / 145260,25)·(3,26 / 2,31)1/3 = 0,032;

ξ₂ = (0,3164/Re₂^0,25)(Pr_ст₂/Pr₂)^1/3 =

= (0,3164 / 62230,25)·(3,26 / 4,87)1/3 = 0,031.

Мощности на прокачку теплоносителей определяем по формуле (6.23)

N₁ = m₁∆р_тр1/ρ₁ = 0,5m₁ ξ₁(ℓ/d_в)w₁² =

= 0,5·12·0,032·(13,9/0,048)·0,1152 = 0,735 Вт;

N₂ = m₂∆р_тр2/ρ₂ = 0,5m₂ ξ₂(ℓ/d_экв)w₂² =

= 0,5·12,5·0,031·(13,9/0,039)·0,116 2 = 0,929 Вт.

Суммарная мощность, необходимая для преодоления гидравлического сопротивления при движении теплоносителей по каналам теплообменника, определяется по формуле

N = N1 + N2 = 0,735 + 0,929 = 1,725 Вт.

⇐ Предыдущая 1 2 3 45