1. Assegnazione tesine

Secondo i dati iniziali per il lavoro del corso, devi:

Determinare le perdite idrauliche del circuito dell'evaporatore;

Determinare la pressione utile nel circuito di circolazione naturale dello stadio evaporatore;

Determinare la velocità di circolazione operativa;

Determinare il coefficiente di scambio termico.

Dati iniziali.

Tipo di evaporatore - I -350

Numero di tubi Z = 1764

Parametri del vapore di riscaldamento: P p \u003d 0,49 MPa, t p \u003d 168 0 C.

Consumo di vapore D p \u003d 13,5 t / h;

Dimensioni:

L 1 \u003d 2,29 m

L 2 = 2,36 m

D 1 = 2,05 m

D 2 \u003d 2,85 m

Tubi di caduta

Quantità n op = 22

Diametro d op = 66 mm

Differenza di temperatura in gradini t \u003d 14 o C.

2. Scopo e disposizione degli evaporatori

Gli evaporatori sono progettati per produrre distillato, che compensa la perdita di vapore e condensa nel ciclo principale degli impianti a turbina a vapore delle centrali elettriche, nonché per generare vapore per il fabbisogno generale dell'impianto e per i consumatori esterni.

Gli evaporatori possono essere utilizzati come parte di unità evaporative sia monostadio che multistadio per il funzionamento nel complesso tecnologico delle centrali termoelettriche.

Come mezzo di riscaldamento si può utilizzare vapore a media e bassa pressione proveniente da estrazioni a turbina o ROU, e in alcuni modelli anche acqua con temperatura di 150-180 °C.

A seconda dello scopo e dei requisiti per la qualità del vapore secondario, gli evaporatori sono realizzati con dispositivi di lavaggio del vapore a uno e due stadi.

L'evaporatore è un recipiente di forma cilindrica e, di regola, di tipo verticale. Una sezione longitudinale dell'impianto dell'evaporatore è mostrata in Figura 1. Il corpo dell'evaporatore è costituito da un mantello cilindrico e due fondi ellittici saldati al mantello. I supporti sono saldati al corpo per il fissaggio alla fondazione. I raccordi di carico (perni) sono forniti per il sollevamento e lo spostamento dell'evaporatore.

Sul corpo dell'evaporatore sono previsti tubi e raccordi per:

Alimentazione vapore di riscaldamento (3);

Rimozione del vapore secondario;

Scarico condensa vapore riscaldamento (8);

Alimentazione dell'acqua di alimentazione dell'evaporatore (5);

Alimentazione idrica al dispositivo di lavaggio a vapore (4);

Spurgo continuo;

Drenaggio dell'acqua dal corpo e spurgo periodico;

Bypass di gas incondensabili;

Installazioni di valvole di sicurezza;

Installazioni di dispositivi di controllo e controllo automatico;

Campionamento.

Il corpo dell'evaporatore ha due portelli per l'ispezione e la riparazione dei dispositivi interni.

L'acqua di alimentazione scorre attraverso il collettore (5) al foglio di risciacquo (4) e i pluviali al fondo della sezione di riscaldamento (2). Il vapore di riscaldamento entra attraverso il tubo di derivazione (3) nell'anello della sezione di riscaldamento. Lavando i tubi della sezione di riscaldamento, il vapore condensa sulle pareti dei tubi. La condensa del vapore riscaldante scorre nella parte inferiore della sezione di riscaldamento, formando una zona non riscaldata.

All'interno dei tubi, prima l'acqua, poi la miscela vapore-acqua sale alla sezione di generazione del vapore della sezione di riscaldamento. Il vapore sale verso l'alto e l'acqua trabocca nello spazio anulare e cade.

Il vapore secondario risultante passa prima attraverso il telo di lavaggio, dove rimangono grosse gocce d'acqua, quindi attraverso il separatore a lamelle (6), dove rimangono intrappolate le gocce medie e alcune piccole. Il movimento dell'acqua nei pluviali, nel canale anulare e nella miscela vapore-acqua nei tubi della sezione di riscaldamento avviene per circolazione naturale: la differenza di densità dell'acqua e della miscela vapore-acqua.

Riso. 1. Impianto di evaporazione

1 - corpo; 2 - sezione riscaldamento; 3 - fornitura di vapore di riscaldamento; 4 - foglio di lavaggio; 5 - alimentazione dell'acqua; 6 - separatore a lamelle; 7 - pluviali; 8 - rimozione della condensa del vapore di riscaldamento.

3. Determinazione dei parametri del vapore secondario dell'impianto di evaporazione

Fig.2. Schema dell'impianto di evaporazione.

La tensione di vapore secondaria nell'evaporatore è determinata dalla differenza di temperatura dello stadio e dai parametri di flusso nel circuito di riscaldamento.

A P p \u003d 0,49 MPa, t p \u003d 168 ° C, h p \u003d 2785 KJ / kg

Paparametri a pressione di saturazione P n = 0,49 MPa,

t n \u003d 151 o C, h "n \u003d 636,8 KJ / kg; h "n \u003d 2747,6 KJ / kg;

La pressione del vapore è determinata dalla temperatura di saturazione.

T n1 \u003d t n - ∆t \u003d 151 - 14 \u003d 137 o C

dove ∆t = 14°C.

Alla temperatura di saturazione t n1 \u003d 137 circa pressione di vapore C

P 1 \u003d 0,33 MPa;

Entalpie di vapore a P 1 \u003d 0,33 MPa h "1 \u003d 576,2 KJ / kg; h "1 \u003d 2730 KJ / kg;

4. Determinazione delle prestazioni dell'impianto di evaporazione.

Le prestazioni dell'impianto dell'evaporatore sono determinate dal flusso di vapore secondario proveniente dall'evaporatore

Du = D io

La quantità di vapore secondario dall'evaporatore è determinata dall'equazione del bilancio termico

D ni ∙(h ni -h΄ ni )∙η = D io ∙h io ˝+ α∙D io ∙h io ΄ - (1+α)∙D io ∙h pv ;

Da qui il flusso di vapore secondario dall'evaporatore:

D = D n ∙(h n - h΄ n )η/((h˝ 1 + αh 1 ΄ - (1 + α)∙h pv )) =

13.5∙(2785 – 636.8)0.98/((2730+0.05∙576.2 -(1+0.05)∙293.3)) = 11.5 4 t/ora

dove sono le entalpie del vapore riscaldante e della sua condensa

H n = 2785 kJ/kg, h΄ n = 636,8 kJ/kg;

Entalpie del vapore secondario, della sua condensa e dell'acqua di alimentazione:

H˝ 1 =2730 kJ/kg; h΄ 1 = 576,2 kJ/kg;

Alimentare le entalpie dell'acqua a t pv = 70 o C: h pv = 293,3 kJ / kg;

Spurgo α = 0,05; quelli. cinque %. Efficienza dell'evaporatore, η = 0,98.

Capacità evaporatore:

D u \u003d D \u003d 11,5 4 t / h;

5. Calcolo termico dell'evaporatore

Il calcolo viene effettuato con il metodo dell'approssimazione successiva.

flusso di calore

Q = (D /3,6)∙ =

= (11,5 4 /3,6)∙ = 78 56,4 kW;

Coefficiente di scambio termico

k \u003d Q / ΔtF \u003d 7856,4 / 14 ∙ 350 \u003d 1,61 kW / m 2 ˚С \u003d 1610 W / m 2 ˚С,

dove Δt=14˚C ; F \u003d 350 m 2;

Flusso di calore specifico

q \u003d Q / F \u003d 78 56, 4 / 350 \u003d 22. 4 kW / m 2;

numero di Reynolds

Re \u003d q∙H / r∙ρ "∙ν \u003d 22, 4 ∙0,5725/(21 10 , 8 ∙9 1 5∙2,03∙10 -6 ) = 32 , 7 8;

Dove è l'altezza della superficie di scambio termico

H \u003d L 1 / 4 \u003d 2,29 / 4 \u003d 0,5725 m;

Calore di vaporizzazione r = 2110,8 kJ/kg;

Densità del liquido ρ" = 915 kg/m 3 ;

Coefficiente di viscosità cinematica a P n = 0,49 MPa,

ν = 2,03∙10 -6 m/s;

Coefficiente di scambio termico dal vapore condensante alla parete

a Re = 3 2 , 7 8< 100

α 1n \u003d 1,01 ∙ λ ∙ (g / ν 2) 1/3 Re -1/3 =

1,01 ∙ 0,684 ∙ (9,81 / ((0,2 0 3 ∙ 10 -6) 2 )) 1/3 ∙ 3 2, 7 8 -1/3 \u003d 133 78,1 W / m 2 ˚С ;

dove a R p = 0,49 MPa, λ = 0,684 W/m∙˚С;

Coefficiente di scambio termico tenendo conto dell'ossidazione delle pareti del tubo

α 1 \u003d 0,75 α 1n \u003d 0,75 133 78, 1 \u003d 10 0 3 3, 6 W / m 2 ˚С;

6. Determinazione del tasso di circolazione.

Il calcolo viene effettuato con un metodo grafico-analitico.

Dati tre valori del tasso di circolazione W 0 = 0,5; 0,7; 0,9 m/s calcoliamo la resistenza nelle linee di alimentazione ∆Р sub e pressione utile ∆Р pavimento . In base ai dati di calcolo, costruiamo un grafico ΔР sub .=f(W) e campo ΔР .=f(W). A queste velocità, le dipendenze della resistenza nelle linee di alimentazione ∆Р sub e pressione utile ∆Р pavimento non si intersecano. Pertanto, impostiamo nuovamente i tre valori del tasso di circolazione W 0 = 0,8; 1.0; 1,2 m/s; calcoliamo nuovamente la resistenza nelle linee di alimentazione e la pressione utile. Il punto di intersezione di queste curve corrisponde al valore di esercizio della tariffa di circolazione. Le perdite idrauliche nella parte di ingresso sono costituite da perdite nello spazio anulare e perdite nelle sezioni di ingresso dei tubi.

Zona anulare

F k \u003d 0,785 ∙ [(D 2 2 -D 1 2) -d 2 op ∙ n op ] \u003d 0,785 [(2,85 2 - 2,05 2) - 0,066 2 ∙ 22] \u003d 3,002 m 2;

Diametro equivalente

D equiv \u003d 4 ∙ F a / (D 1 + D 2 + n d op ) π \u003d 4 * 3,002 / (2,05 + 2,85 + 22 ∙ 0,066) 3,14 \u003d 0,602 m;

Velocità dell'acqua nel canale anulare

W k \u003d W 0 ∙ (0,785 d 2 vn ∙ Z / F k ) \u003d 0,5 ∙ (0,785 0,027 2 ∙1764/3,002) = 0,2598 m/s;

dove il diametro interno dei tubi della sezione di riscaldamento

D vn \u003d d n - 2∙δ = 32 - 2∙2,5 = 27 mm = 0,027 m;

Numero di tubi della sezione di riscaldamento Z = 1764 pz.

Il calcolo viene effettuato in forma tabellare, tabella 1

Calcolo del tasso di circolazione. Tabella 1.

p/p	Nome, formula di definizione, unità di misura.	Velocità, W 0 , m/s
	Velocità dell'acqua nel canale anulare: W a \u003d W 0 * ((0,785 * d int 2 z) / F a), m / s	0,2598	0,3638	0,4677
	Numero di Reynolds: Re \u003d da W a ∙D eq / ν	770578,44	1078809,8	1387041,2
	Coefficiente di attrito nel canale anulare λ tr \u003d 0,3164 / Ri 0,25	0,0106790	0,0098174	0,0092196
	Perdita di pressione durante il movimento nel canale anulare, Pa: ΔР a \u003d λ tr * (L 2 / D eq ) * (ρ΄W a 2 / 2);	1,29	2,33	3,62
	Perdita di pressione in ingresso dal canale anulare, Pa; ΔР in \u003d (ξ in + ξ out) * ((ρ "∙ W a 2) / 2), Dove ξ in = 0,5; ξ out = 1,0.	46,32	90,80	150,09
	Perdita di carico in ingresso alle tubazioni della sezione di riscaldamento, Pa; ΔР in.tr .=ξ in.tr .*(ρ"∙W a 2 )/2, Dove ξ input.tr .=0,5	15,44	30,27	50,03
	Perdita di carico durante il movimento dell'acqua in un tratto rettilineo, Pa; ΔР tr \u003d λ gr * (ℓ ma / d int ) * (ρ΄W a 2 / 2), dove ℓ ma -altezza della zona inferiore non riscaldata, m. ℓ ma = ℓ + (L 2 -L 1 )/2=0,25 +(3,65-3,59)/2=0,28 m,ℓ \u003d 0,25 - livello di condensa	3,48	6,27	9,74
	Perdite downpipe, Pa; ΔР op = ΔР in + ΔР a	47,62	93,13	153,71
	Perdite in un'area non riscaldata, Pa; ΔР ma =ΔР in.tr .+ΔР tr .	18,92	36,54	59,77
	Portata termica, kW/m 2 ; G est \u003d kΔt \u003d 1,08 ∙ 10 \u003d 10,8	22,4	22,4	22,4
	La quantità totale di calore fornito nello spazio anulare, kW; Q k \u003d πD 1 L 1 kΔt=3,14∙2,5∙3,59∙2,75∙10= 691,8	330,88	330,88	330,88
	Aumentando l'entalpia dell'acqua nel canale anulare, KJ/kg; ∆h a \u003d Q a / (0,785∙d int 2 Z∙W∙ρ")	0,8922	0,6373	0,4957
	Altezza della sezione dell'economizzatore, m;ℓ ek \u003d ((-Δh a - - (ΔР op + ΔР ma) ∙ (dh / dр) + gρ "∙ (L 1 - ℓ ma ) ∙ (dh / dр)) / ((4g est /ρ "∙W∙d est )+g∙ρ"∙(dh/dр)), dove (dh/dр)= \u003d Δh / Δp \u003d 1500 / (0,412 * 10 5) \u003d 0,36	1,454	2,029	2,596
	Perdite nella sezione economizzatore, Pa; ΔР ek \u003d λ ∙ ℓ ek ∙ (ρ "∙ W 2) / 2	1,7758	4,4640	8,8683
15 15	Resistenza totale nelle linee di alimentazione, Pa; ΔР subv \u003d ΔР op + ΔР ma + ΔР ek	68,32	134,13	222,35
	Quantità di vapore in un tubo, kg/s D "1 \u003d Q / z r	0,00137	0,00137	0,00137
	Velocità ridotta all'uscita dei tubi, m/s, W" ok \u003d D "1 / (0.785∙ρ"∙d int 2) \u003d 0,0043 / (0,785∙1,0∙0,033 2 ) \u003d 1,677 m / s;	0,83	0,83	0,83
	Velocità media ridotta, W˝ pr \u003d W˝ ok / 2 \u003d \u003d 1,677 / 2 \u003d 0,838 m / s	0,42	0,42	0,42
	Contenuto di vapore consumabile, β ok \u003d W˝ pr / (W˝ pr + W)	0,454	0,373	0,316
	Velocità di risalita di una singola bolla in un liquido stazionario, m/s Pancia W \u003d 1,5 4 √gG (ρ΄-ρ˝/(ρ΄)) 2	0,2375	0,2375	0,2375
	fattore di interazione Ψ vz \u003d 1,4 (ρ΄ / ρ˝) 0,2 (1- (ρ˝ / ρ΄)) 5	4,366	4,366	4,366
	Gruppo di velocità di risalita delle bolle, m/s W* =W pancia Ψ aria	1,037	1,037	1,037
	Velocità di miscelazione, m/s W vedi p \u003d W pr "+ W	0,92	1,12	1,32
	Contenuto volumetrico di vapore φ ok \u003d β ok / (1 + W * / W vedi p )	0,213	0,193	0,177
	Testa motrice, Pa ΔR dv =g(ρ-ρ˝)φ ok L coppie, dove L coppie =L 1 -ℓ ma -ℓ ek =3.59-0.28-ℓ ek ;	1049,8	40,7	934,5
	Perdita di attrito nella linea del vapore ΔР tr.vapore = \u003d λ tr ((L coppie / d int) (ρ΄W 2 /2))	20,45	1,57	61,27
	Perdita di uscita del tubo ΔР out =ξ out (ρ΄W 2 /2)[(1+(W pr ˝/W)(1-(ρ˝/ρ΄)]	342,38	543,37	780,96
	Perdita di accelerazione del flusso ΔР usk \u003d (ρ΄W) 2 (y 2 -y 1), dove si 1 =1/ρ΄=1/941,2=0,00106 a x=0; φ=0 2 =((x 2 k /(ρ˝φ k ))+((1-x k ) 2 /(ρ΄(1-φ k )	23 , 8 51 0,00106 0,001 51	38 , 36 0,00106 0,001 44	5 4,0 6 0,00106 0,001 39
	L cm \u003d L˝ ok + L β k \u003d W˝ ok / (1+(W˝ ok / W cm )) φ k \u003d β k / (1+ (W˝ ok / W cm )) x k \u003d (ρ˝W˝ ok ) / (ρ΄W)	1 , 33 0, 62 0, 28 0 0,000 6 8	1 , 53 0, 54 0, 242 0,0005 92	1 , 7 3 0,4 8 0,2 13 0,000 523
	Pressione utile, Pa; ΔР piano \u003d ΔP dv -ΔP tr -ΔP vy -ΔP usk	663 ,4	620 , 8	1708 , 2

La dipendenza è costruita:

ΔP sub .=f(W) e ΔP floor .=f(W) , fig. 3 e trova W p = 0,58 m/s;

Numero di Reynolds:

Re \u003d (W p d int) / ν \u003d (0, 5 8 ∙ 0,027) / (0, 20 3 ∙ 10 -6) \u003d 7 7 1 4 2, 9;

Numero Nussel:

N e \u003d 0,023 ∙ Re 0,8 ∙ Pr 0,37 \u003d 0,023 ∙ 77142,9 0,8 ∙ 1,17 0,37 \u003d 2 3 02, 1;

dove il numero Pr = 1,17;

Coefficiente di scambio termico dalla parete all'acqua bollente

α 2 \u003d Nuλ / d est = (2302,1∙0,684)/0,027 = 239257,2 W/m 2∙˚С

Coefficiente di trasferimento del calore dalla parete all'acqua bollente, tenendo conto del film di ossido

α΄ 2 \u003d 1 / (1 / α 2) + 0,000065 \u003d 1 / (1 / 239257.2) + 0,000065 \u003d 1 983 W / m 2 ∙˚С;

Coefficiente di scambio termico

K=1/(1/α 1 )+(d ext /2λ st )*ℓn*(d n /d ext )+(1/α΄ 2 )*(d ext /d n ) =

1/(1/ 1983 )+(0,027/2∙60)∙ℓn(0,032/0,027)+(1/1320)∙(0,027/0,032)=

17 41 W/mq 2 ∙˚С;

dove per l'art.20 abbiamo λst= 60 W/m∙diDA.

Deviazione dal valore precedentemente accettato

δ = (k-k0 )/K0 ∙100%=[(1 741 – 1603 )/1 741 ]*100 % = 7 , 9 % < 10%;

Letteratura

1. Ryzhkin V.Ya. Centrali termiche. M. 1987.

2. Kutepov AM e altri Idrodinamica e trasferimento di calore durante la vaporizzazione. M. 1987.

3. Ogai V.D. implementazione del processo tecnologico negli impianti termoelettrici. Linee guida per l'attuazione del lavoro del corso. Almaty. 2008.

Izm	Lenzuolo	Dokum№	Cartello	data di	KR-5V071700 PZ	Lenzuolo
Soddisfatto		Poletaev P.
Supervisore

Quando si calcola l'evaporatore progettato, vengono determinati la sua superficie di trasferimento del calore e il volume di salamoia o acqua circolante.

La superficie di scambio termico dell'evaporatore si trova con la formula:

dove F è la superficie di scambio termico dell'evaporatore, m2;

Q 0 - capacità di raffreddamento della macchina, W;

Dt m - per evaporatori a fascio tubiero, questa è la differenza logaritmica media tra le temperature del refrigerante e il punto di ebollizione del refrigerante e per evaporatori a pannello, la differenza aritmetica tra le temperature della salamoia in uscita e il punto di ebollizione del refrigerante, 0 С;

è la densità del flusso di calore, W/m2.

Per i calcoli approssimativi degli evaporatori vengono utilizzati i valori del coefficiente di scambio termico ottenuti empiricamente in W / (m 2 × K):

per evaporatori ad ammoniaca:

guscio e tubo 450 – 550

pannello 550 – 650

per evaporatori a fascio tubiero in freon con alette rotanti 250 - 350.

La differenza logaritmica media tra le temperature del refrigerante e il punto di ebollizione del refrigerante nell'evaporatore è calcolata dalla formula:

(5.2)

dove t P1 e t P2 sono le temperature del liquido di raffreddamento all'ingresso e all'uscita dell'evaporatore, 0 С;

t 0 - punto di ebollizione del refrigerante, 0 C.

Per gli evaporatori a pannello, a causa dell'elevato volume del serbatoio e dell'intensa circolazione del refrigerante, la sua temperatura media può essere assunta uguale alla temperatura all'uscita del serbatoio t P2. Pertanto, per questi evaporatori

Il volume del refrigerante circolante è determinato dalla formula:

(5.3)

dove V R è il volume del refrigerante circolante, m 3 / s;

с Р è la capacità termica specifica della salamoia, J/(kg× 0 С);

r Р – densità della salamoia, kg/m 3 ;

t Р2 e t Р1 – temperatura del liquido di raffreddamento, rispettivamente, all'ingresso dello spazio frigorifero e all'uscita da esso, 0 С;

Q 0 - capacità di raffreddamento della macchina.

I valori di c Р e r Р si trovano in base ai dati di riferimento per il corrispondente liquido di raffreddamento a seconda della sua temperatura e concentrazione.

La temperatura del refrigerante durante il suo passaggio attraverso l'evaporatore diminuisce di 2 - 3 0 С.

Calcolo degli evaporatori per l'aria di raffreddamento nei frigoriferi

Per distribuire gli evaporatori inclusi nella confezione del chiller, determinare la superficie di scambio termico richiesta secondo la formula:

dove SQ è il guadagno di calore totale della camera;

K - coefficiente di trasferimento del calore dell'attrezzatura da camera, W / (m 2 × K);

Dt è la differenza di temperatura calcolata tra l'aria nella camera e la temperatura media del liquido di raffreddamento durante il raffreddamento della salamoia, 0 С.

Il coefficiente di trasmissione del calore per la batteria è 1,5–2,5 W / (m 2 K), per i raffreddatori ad aria - 12–14 W / (m 2 K).

Differenza di temperatura stimata per le batterie - 14–16 0 С, per i refrigeratori d'aria - 9–11 0 С.

Il numero di dispositivi di raffreddamento per ciascuna camera è determinato dalla formula:

dove n è il numero richiesto di dispositivi di raffreddamento, pz.;

f è la superficie di scambio termico di una batteria o di un raffreddatore ad aria (accettata in base alle caratteristiche tecniche della macchina).

Condensatori

Esistono due tipi principali di condensatori: raffreddati ad acqua e raffreddati ad aria. Nelle unità di refrigerazione ad alta capacità vengono utilizzati anche condensatori ad acqua-aria, detti condensatori evaporativi.

Nelle unità di refrigerazione per apparecchiature di refrigerazione commerciale, vengono spesso utilizzati condensatori raffreddati ad aria. Rispetto a un condensatore raffreddato ad acqua, sono economici nel funzionamento, più facili da installare e utilizzare. Le unità di refrigerazione con condensatori ad acqua sono più compatte di quelle con condensatori ad aria. Inoltre, fanno meno rumore durante il funzionamento.

I condensatori raffreddati ad acqua si distinguono per la natura del movimento dell'acqua: tipo di flusso e irrigazione e per design: shell-and-coil, due tubi e shell-and-tube.

Il tipo principale sono i condensatori orizzontali a fascio tubiero (Fig. 5.3). A seconda del tipo di refrigerante, ci sono alcune differenze nella progettazione dei condensatori di ammoniaca e freon. In termini di dimensioni della superficie di trasferimento del calore, i condensatori ad ammoniaca coprono un intervallo da circa 30 a 1250 m 2 e quelli a freon - da 5 a 500 m 2. Inoltre vengono prodotti condensatori verticali a fascio tubiero ad ammoniaca con una superficie di scambio termico da 50 a 250 m 2 .

I condensatori a fascio tubiero sono utilizzati in macchine di media e grande capacità. Il vapore refrigerante caldo entra attraverso il tubo 3 (Fig. 5.3) nell'anello e si condensa sulla superficie esterna del fascio tubiero orizzontale.

L'acqua di raffreddamento circola all'interno dei tubi sotto la pressione della pompa. Le tubazioni sono espanse in piastre tubiere, chiuse dall'esterno con coperchi d'acqua con tramezzi che creano più passaggi orizzontali (2-4-6). L'acqua entra attraverso il tubo 8 dal basso ed esce attraverso il tubo 7. Sullo stesso coperchio dell'acqua è presente una valvola 6 per lo scarico dell'aria dall'intercapedine e una valvola 9 per lo scarico dell'acqua durante la revisione o riparazione del condensatore.

Fig.5.3 - Condensatori orizzontali a fascio tubiero

Al di sopra dell'apparecchio è presente una valvola di sicurezza 1 che collega l'intercapedine anulare del condensatore ad ammoniaca con la tubazione portata all'esterno, al di sopra del colmo del tetto dell'edificio più alto entro un raggio di 50 m di parti dell'apparecchio. Dal basso, al corpo è saldata una coppa dell'olio con un tubo di derivazione 11 per lo scarico dell'olio. Il livello del refrigerante liquido nella parte inferiore dell'involucro è controllato da un indicatore di livello 12. Durante il normale funzionamento, tutto il refrigerante liquido dovrebbe defluire nel ricevitore.

Sulla parte superiore dell'involucro è presente una valvola 5 per il rilascio dell'aria, nonché un tubo di derivazione per il collegamento di un manometro 4.

I condensatori verticali a fascio tubiero sono utilizzati nelle macchine frigorifere ad ammoniaca ad alta capacità, sono progettati per un carico termico da 225 a 1150 kW e vengono installati all'esterno del locale macchine senza occupare la sua area utile.

Di recente sono comparsi condensatori a piastra. L'elevata intensità di scambio termico nei condensatori a piastre, rispetto ai condensatori a fascio tubiero, consente, a parità di carico termico, di ridurre di circa la metà il consumo di metallo dell'apparecchio e di aumentarne la compattezza di 3–4 volte.

Aria i condensatori sono utilizzati principalmente in macchine di piccola e media produttività. Secondo la natura del movimento dell'aria, sono divisi in due tipi:

Con libera circolazione dell'aria; tali condensatori trovano impiego in macchine a bassissima produttività (fino a circa 500 W) impiegate nei frigoriferi domestici;

Con movimento ad aria forzata, cioè con soffiaggio della superficie di scambio termico mediante ventilatori assiali. Questo tipo di condensatore è maggiormente applicabile in macchine di piccola e media capacità, tuttavia, a causa della mancanza di acqua, vengono sempre più utilizzati in macchine di grande capacità.

I condensatori ad aria sono utilizzati nelle unità di refrigerazione con premistoppa, compressori ermetici ed ermetici. I design dei condensatori sono gli stessi. Il condensatore è costituito da due o più sezioni collegate in serie con batterie o in parallelo con collettori. Le sezioni sono tubi diritti oa forma di U assemblati in una bobina con l'aiuto di bobine. Tubi: acciaio, rame; nervature - acciaio o alluminio.

I condensatori ad aria forzata sono utilizzati nelle unità di refrigerazione commerciale.

Calcolo dei condensatori

Quando si progetta un condensatore, il calcolo si riduce alla determinazione della sua superficie di trasferimento del calore e (se è raffreddato ad acqua) la quantità di acqua consumata. Innanzitutto viene calcolato il carico termico effettivo sul condensatore.

dove Q k è il carico termico effettivo sul condensatore, W;

Q 0 - capacità di raffreddamento del compressore, W;

N i - potenza dell'indicatore del compressore, W;

N e è la potenza effettiva del compressore, W;

h m - efficienza meccanica del compressore.

Nelle unità con compressori ermetici o a tenuta stagna, il carico termico sul condensatore deve essere determinato utilizzando la formula:

(5.7)

dove N e è la potenza elettrica ai terminali del motore del compressore, W;

h e - efficienza del motore elettrico.

La superficie di scambio termico del condensatore è determinata dalla formula:

(5.8)

dove F è l'area della superficie di scambio termico, m 2;

k - coefficiente di scambio termico del condensatore, W / (m 2 × K);

Dt m è la differenza logaritmica media tra le temperature di condensazione del refrigerante e dell'acqua o dell'aria di raffreddamento, 0 С;

q F è la densità del flusso di calore, W/m 2 .

La differenza logaritmica media è determinata dalla formula:

(5.9)

dove t in1 è la temperatura dell'acqua o dell'aria all'ingresso del condensatore, 0 С;

t v2 - temperatura dell'acqua o dell'aria all'uscita del condensatore, 0 С;

t k - temperatura di condensazione dell'unità di refrigerazione, 0 С.

I coefficienti di scambio termico dei vari tipi di condensatori sono riportati in tabella. 5.1.

Tabella 5.1 - Coefficienti di scambio termico dei condensatori

Irrigazione per ammoniaca

Evaporante per ammoniaca

Raffreddato ad aria (con circolazione d'aria forzata) per refrigeranti

800…1000 460…580 * 700…900 700…900 465…580 20…45 *

I valori a definito per una superficie nervata.

Dove l'evaporatore è progettato per raffreddare il liquido, non l'aria.

L'evaporatore nel chiller può essere di diversi tipi:

• lamellare
• tubo - sommergibile
• guscio e tubo.

Molto spesso, coloro che desiderano collezionare refrigeratore da solo, usa un evaporatore sommergibile attorcigliato, come l'opzione più economica e semplice che puoi realizzare da solo. La questione è principalmente nella corretta fabbricazione dell'evaporatore, per quanto riguarda la potenza del compressore, la scelta del diametro e della lunghezza del tubo da cui verrà realizzato il futuro scambiatore di calore.

Per selezionare un tubo e la sua quantità, è necessario utilizzare un calcolo termotecnico, facilmente reperibile su Internet. Per la produzione di chiller con una capacità fino a 15 kW, con un evaporatore twistato, sono più applicabili i seguenti diametri di tubi di rame 1/2; 5/8; 3/4. I tubi di grande diametro (da 7/8) sono molto difficili da piegare senza macchine speciali, quindi non vengono utilizzati per evaporatori ritorti. Il più ottimale in termini di facilità d'uso e potenza per 1 metro di lunghezza è un tubo 5/8. In nessun caso dovrebbe essere consentito un calcolo approssimativo della lunghezza del tubo. Se non è corretto realizzare l'evaporatore del refrigeratore, non sarà possibile ottenere né il surriscaldamento desiderato, né il sottoraffreddamento desiderato o la pressione di ebollizione del freon, di conseguenza, il refrigeratore non funzionerà in modo efficiente o non si raffredderà affatto.

Inoltre, un'altra sfumatura, poiché il mezzo raffreddato è l'acqua (il più delle volte), il punto di ebollizione, quando (usando acqua) non deve essere inferiore a -9°C, con un delta non superiore a 10K tra il punto di ebollizione del freon e il temperatura dell'acqua raffreddata. A tal proposito, anche il pressostato di bassa pressione di emergenza deve essere tarato ad un livello di emergenza non inferiore alla pressione del freon utilizzato, al suo punto di ebollizione di -9°C. Altrimenti, se il sensore del controller ha un errore e la temperatura dell'acqua scende al di sotto di +1°C, l'acqua inizierà a congelare sull'evaporatore, che si ridurrà e, nel tempo, ridurrà la sua funzione di scambio termico quasi a zero - il refrigeratore d'acqua non lo farà funzionare correttamente.

Dettagli

Calcolo del refrigeratore. Come calcolare la potenza frigorifera o la potenza del chiller e selezionarla correttamente.

Come farlo bene, a cosa affidarsi prima di tutto per realizzare un prodotto di qualità tra le tante proposte?

In questa pagina daremo alcuni consigli, ascoltando i quali ti avvicinerai a fare la cosa giusta..

Calcolo della capacità di raffreddamento del refrigeratore. Calcolo della potenza del refrigeratore: la sua capacità di raffreddamento.

Innanzitutto, secondo la formula in cui partecipa il volume del liquido raffreddato; variazione della temperatura del liquido, che deve essere fornita dal refrigeratore; capacità termica del liquido; e naturalmente il tempo per il quale questo volume di liquido deve essere raffreddato - la potenza frigorifera è determinata:

Formula di raffreddamento, ad es. formula per il calcolo della potenza frigorifera richiesta:

Q\u003d G * (T1- T2) * C rzh * pzh / 3600

Q– potenza frigorifera, kW/h

G- portata volumetrica del liquido refrigerato, m 3/ora

T2- temperatura finale del liquido raffreddato, o С

T1- temperatura iniziale del liquido raffreddato, o C

Chw- capacità termica specifica del liquido raffreddato, kJ / (kg * o C)

pzh- densità del liquido raffreddato, kg/m 3

* Per acqua C rzh *pzh = 4,2

Questa formula viene utilizzata per determinare necessario capacità di raffreddamento eè il principale nella scelta di un refrigeratore.

• Formule di conversione dimensionale da calcolare capacità di raffreddamento del refrigeratore:

1 kW = 860 kcal/ora

1 kcal/ora = 4,19 kJ

1 kW = 3,4121 kBtu/ora

Selezione del refrigeratore

Per produrre selezione del refrigeratore- è molto importante eseguire la corretta preparazione delle specifiche tecniche per il calcolo del refrigeratore, che coinvolge non solo i parametri del refrigeratore d'acqua stesso, ma anche i dati sulla sua ubicazione e le condizioni del suo lavoro congiunto con il consumatore. Sulla base dei calcoli eseguiti, è possibile - selezionare un refrigeratore.

Non dimenticare in quale regione ti trovi. Ad esempio, il calcolo per la città di Mosca sarà diverso dal calcolo per la città di Murmansk, poiché le temperature massime delle due città sono diverse.

PPer quanto riguarda le tabelle dei parametri delle macchine per il raffreddamento ad acqua, facciamo la prima scelta di un refrigeratore e ne conosciamo le caratteristiche. Inoltre, avendo a portata di mano le principali caratteristiche della macchina prescelta, quali:- capacità di raffreddamento del refrigeratore, la potenza elettrica da esso consumata, se contiene un idromodulo e la sua alimentazione e pressione del liquido, il volume d'aria che passa attraverso il refrigeratore (che si riscalda) in metri cubi al secondo - puoi verificare la possibilità di installare un refrigeratore d'acqua su un sito dedicato. Dopo che il refrigeratore d'acqua proposto soddisfa i requisiti delle specifiche tecniche e molto probabilmente sarà in grado di lavorare sul sito preparato per esso, ti consigliamo di contattare gli specialisti che verificheranno la tua scelta.

Selezione del refrigeratore - caratteristiche che devono essere considerate nella scelta di un refrigeratore.

Requisiti di base del sitofutura installazione di un refrigeratore d'acqua e schema del suo lavoro con il consumatore:

• Se il luogo previsto è al chiuso, è possibile fornire un ampio ricambio d'aria al suo interno, è possibile portare un refrigeratore d'acqua in questa stanza, sarà possibile servirlo al suo interno?
• Se la futura collocazione del refrigeratore d'acqua è all'aperto, sarà necessario azionarlo in inverno, è possibile utilizzare liquidi non congelanti, è possibile proteggere il refrigeratore d'acqua da influenze esterne (antivandalismo, foglie e rami di alberi, ecc.)?
• Se la temperatura del liquido a cui deve essere raffreddare sotto +6 o C o lei è superiore a + 15 di C - molto spesso questo intervallo di temperatura non è incluso nelle tabelle di selezione rapida. In questo caso, ti consigliamo di contattare i nostri specialisti.
• È necessario determinare la portata dell'acqua raffreddata e la pressione richiesta, che deve fornire il modulo idronico del refrigeratore d'acqua: il valore richiesto può differire dal parametro della macchina selezionata.
• Se la temperatura del liquido deve essere abbassata di oltre 5 gradi, lo schema per il raffreddamento diretto del liquido con un refrigeratore d'acqua non viene applicato ed è necessario il calcolo e il completamento di apparecchiature aggiuntive.
• Se il dispositivo di raffreddamento verrà utilizzato 24 ore su 24 e tutto l'anno e la temperatura finale del liquido è sufficientemente alta, quanto sarebbe appropriato utilizzare un'unità con ?
• Nel caso di utilizzo di elevate concentrazioni di liquidi non congelanti, è necessario un ulteriore calcolo della capacità dell'evaporatore del refrigeratore d'acqua.

Programma di selezione del refrigeratore

A titolo informativo: fornisce solo una comprensione approssimativa del modello di refrigeratore richiesto e la conformità alle sue specifiche tecniche. Successivamente, è necessario controllare i calcoli da uno specialista. In questo caso, puoi concentrarti sul costo ottenuto a seguito dei calcoli. +/- 30% (in casi con modelli a bassa temperatura di raffreddatori di liquido - la cifra indicata è ancora più alta). Ottimale il modello e il costo saranno determinati solo dopo aver verificato i calcoli e confrontato le caratteristiche di diversi modelli e produttori dal nostro specialista.

Selezione refrigeratore in linea

Puoi farlo contattando il nostro consulente online, che giustificherà rapidamente e tecnicamente la risposta alla tua domanda. Inoltre, il consulente può eseguire in base ai parametri brevemente scritti del capitolato calcolo del refrigeratore online e fornire un modello approssimativamente adatto in termini di parametri.

I calcoli effettuati da non esperti portano spesso al fatto che il refrigeratore d'acqua selezionato non corrisponde completamente ai risultati attesi.

L'azienda Peter Kholod è specializzata in soluzioni integrate per fornire alle imprese industriali apparecchiature che soddisfino pienamente i requisiti dei termini di riferimento per la fornitura di un sistema di raffreddamento ad acqua. Raccogliamo le informazioni per compilare i termini di riferimento, calcolare la capacità frigorifera del chiller, determinare il refrigeratore d'acqua ottimale, verificare con l'emissione di raccomandazioni per la sua installazione in un sito dedicato, calcolare e completare tutti gli elementi aggiuntivi per il funzionamento di la macchina in un sistema con un'utenza (calcolo di un serbatoio di accumulo, un modulo idronico, ulteriori, se necessario, scambiatori di calore, tubazioni e valvole di intercettazione e controllo).

Avendo accumulato molti anni di esperienza nei calcoli e nella successiva implementazione di sistemi di raffreddamento ad acqua in varie imprese, abbiamo le conoscenze per risolvere qualsiasi compito standard e tutt'altro che standard associato a numerose caratteristiche dell'installazione di refrigeratori di liquido in un'impresa, combinandoli con linee di produzione, impostazione di parametri operativi specifici dell'apparecchiatura.

Il più ottimale e preciso e di conseguenza, la determinazione del modello del refrigeratore d'acqua può essere fatta molto rapidamente chiamando o inviando una domanda al tecnico della nostra azienda.

Formule aggiuntive per calcolare il refrigeratore e determinare lo schema per collegarlo a un consumatore di acqua fredda (calcolo della potenza del refrigeratore)

• La formula per calcolare la temperatura durante la miscelazione di 2 liquidi (la formula per la miscelazione di liquidi):

Mescolare a T= (M1*S1*T1+M2*S2*T2) / (S1*M1+S2*M2)

Mescolare a T– temperatura del liquido miscelato, o С

M1– massa del 1° liquido, kg

C1- capacità termica specifica del 1° liquido, kJ / (kg * o C)

T1- temperatura del 1° liquido, o C

M2– massa del 2° liquido, kg

C2- capacità termica specifica del 2° liquido, kJ / (kg * o C)

T2- temperatura del 2° liquido, o C

Questa formula viene utilizzata se nel sistema di raffreddamento viene utilizzato un serbatoio di accumulo, il carico non è costante nel tempo e nella temperatura (il più delle volte quando si calcola la capacità di raffreddamento richiesta dell'autoclave e dei reattori)

Capacità di raffreddamento del refrigeratore.

Mosca..... Voronez..... Belgorod..... Nižnevartovsk..... Novorossijsk..... Ekaterinburg..... a Rostov sul Don..... Smolensk..... Kirov..... Khanty-Mansijsk..... Rostov sul Don..... Penza..... Vladimir..... Astrachan..... Brjansk..... Kazan..... Samara..... Naberezhnye Chelny..... Rizan..... Nizhny Tagil..... Krasnodar..... Togliatti..... Cheboksary..... Volzsky..... Regione di Nizhny Novgorod..... Nizhny Novgorod..... Rostov sul Don..... Saratov..... Surgu..... Regione di Krasnodar..... a Rostov sul Don..... Orenburg..... Kaluga..... Ulyanovsk..... Tomsk..... Volgograd..... Tver..... Mari El..... Tjumen..... Omsk..... Ufa..... Soci..... Yaroslavl..... Aquila..... Regione di Novgorod.....

Compito 1

Il flusso di prodotto caldo in uscita dal reattore deve essere raffreddato dalla temperatura iniziale t 1n = 95°C alla temperatura finale t 1k = 50°C, per questo viene inviato ad un frigorifero, dove viene fornita acqua con una temperatura iniziale t 2n = 20°C. È necessario calcolare ∆t cf nelle condizioni di co-corrente e controflusso nel frigorifero.

Soluzione: 1) La temperatura finale dell'acqua di raffreddamento t 2k nella condizione di movimento co-corrente dei vettori di calore non può superare il valore della temperatura finale del liquido di raffreddamento caldo (t 1k = 50°C), quindi si prende il valore t 2k = 40°C.

Calcolare le temperature medie all'ingresso e all'uscita del frigorifero:

∆t n cf = 95 - 20 = 75;

∆t a cf = 50 - 40 = 10

∆tav = 75 - 10 / ln(75/10) = 32,3 °C

2) La temperatura finale dell'acqua nel flusso in controcorrente sarà la stessa del flusso diretto dei termovettori t 2k = 40°C.

∆t n cf = 95 - 40 = 55;

∆t a cf = 50 - 20 = 30

∆tav = 55 - 30 / ln(55/30) = 41,3°C

Compito 2.

Utilizzando le condizioni del problema 1, determinare la superficie di scambio termico richiesta (F) e la portata dell'acqua di raffreddamento (G). Consumo di prodotto caldo G = 15000 kg/h, la sua capacità termica C = 3430 J/kg gradi (0,8 kcal kg gradi). L'acqua di raffreddamento ha i seguenti valori: capacità termica c = 4080 J / kg deg (1 kcal kg deg), coefficiente di scambio termico k = 290 W / m 2 deg (250 kcal / m 2 * deg).

Soluzione: utilizzando l'equazione del bilancio termico, otteniamo un'espressione per determinare il flusso di calore durante il riscaldamento di un refrigerante freddo:

Q \u003d Q gt \u003d Q xt

da dove: Q \u003d Q gt \u003d GC (t 1n - t 1k) \u003d (15000/3600) 3430 (95 - 50) \u003d 643125 W

Prendendo t 2k \u003d 40 ° C, troviamo la portata del liquido di raffreddamento freddo:

G \u003d Q / c (t 2k - t 2n) \u003d 643125 / 4080 (40 - 20) \u003d 7,9 kg / s \u003d 28.500 kg / h

Superficie di trasferimento del calore richiesta

per flusso in avanti:

F \u003d Q / k ∆t cf \u003d 643125 / 290 32,3 \u003d 69 m 2

con controcorrente:

F \u003d Q / k ∆t cf \u003d 643125 / 290 41,3 \u003d 54 m 2

Compito 3

Nella produzione, il gas viene trasportato attraverso una tubazione d'acciaio con un diametro esterno d 2 \u003d 1500 mm, spessore della parete δ 2 \u003d 15 mm, conduttività termica λ 2 \u003d 55 W / m·deg. All'interno della condotta è rivestito con mattoni refrattari, il cui spessore è δ 1 = 85 mm, conducibilità termica λ 1 = 0,91 W/m·deg. Il coefficiente di trasmissione del calore dal gas alla parete α 1 = 12,7 W / m 2 · gradi, dalla superficie esterna della parete all'aria α 2 = 17,3 W / m 2 · gradi. È necessario trovare il coefficiente di trasferimento di calore dal gas all'aria.

Soluzione: 1) Determinare il diametro interno della tubazione:

d 1 \u003d d 2 - 2 (δ 2 + δ 1) \u003d 1500 - 2 (15 + 85) \u003d 1300 mm \u003d 1,3 m

diametro medio del rivestimento:

d 1 cf \u003d 1300 + 85 \u003d 1385 mm \u003d 1,385 m

diametro medio della parete del tubo:

d 2 cf \u003d 1500 - 15 \u003d 1485 mm \u003d 1,485 m

Calcolare il coefficiente di scambio termico utilizzando la formula:

k = [(1/α 1) (1/d 1) + (δ 1 /λ 1) (1/d 1 sr)+(δ 2 /λ 2) (1/d 2 sr)+( 1/α 2)] -1 = [(1/12,7) (1/1,3) + (0,085/0,91) (1/1,385)+(0,015/55) (1/1,485 ) + (1 / 17,3)] -1 \u003d 5,4 W / m 2 gradi

Compito 4

In uno scambiatore di calore a fascio tubiero a passaggio singolo, il metanolo viene riscaldato con acqua da una temperatura iniziale compresa tra 20 e 45 °C. Il flusso d'acqua viene raffreddato da 100 a 45 °C. Il fascio tubiero dello scambiatore di calore contiene 111 tubi, il diametro di un tubo è 25x2,5 mm. La portata di alcol metilico attraverso i tubi è 0,8 m/s (w). Il coefficiente di scambio termico è pari a 400 W/m 2 gradi. Determinare la lunghezza totale del fascio tubiero.

Definiamo la differenza di temperatura media dei vettori di calore come logaritmica media.

∆t n cf = 95 - 45 = 50;

∆t a cf = 45 - 20 = 25

∆tav = 45 + 20 / 2 = 32,5°C

Determiniamo la portata massica dell'alcool metilico.

G cn \u003d n 0,785 d int 2 w cn ρ cn \u003d 111 0,785 0,02 2 0,8 \u003d 21,8

ρ cn \u003d 785 kg / m 3 - la densità dell'alcol metilico a 32,5 ° C è stata trovata dalla letteratura di riferimento.

Quindi determiniamo il flusso di calore.

Q \u003d G cn ​​​​c cn (t c cn - t n cn) \u003d 21,8 2520 (45 - 20) \u003d 1,373 10 6 W

c cn \u003d 2520 kg / m 3 - la capacità termica dell'alcol metilico a 32,5 ° C è stata trovata dalla letteratura di riferimento.

Determiniamo la superficie di scambio termico richiesta.

F \u003d Q / K∆t cf \u003d 1,373 10 6 / (400 37,5) \u003d 91,7 m 3

Calcoliamo la lunghezza totale del fascio tubiero dal diametro medio dei tubi.

L \u003d F / nπd cf \u003d 91,7 / 111 3,14 0,0225 \u003d 11,7 m.

Compito 5

Uno scambiatore di calore a piastre viene utilizzato per riscaldare il flusso di una soluzione di NaOH al 10% da 40°C a 75°C. Il consumo di idrossido di sodio è di 19000 kg/h. Come agente riscaldante viene utilizzata la condensa del vapore acqueo, il suo consumo è di 16000 kg/h, la temperatura iniziale è di 95°C. Prendi il coefficiente di scambio termico pari a 1400 W / m 2 gradi. È necessario calcolare i parametri principali dello scambiatore di calore a piastre.

Soluzione: trova la quantità di calore trasferita.

Q \u003d G p con p (t k p - t n p) \u003d 19000/3600 3860 (75 - 40) \u003d 713 028 W

Dall'equazione del bilancio termico, determiniamo la temperatura finale del condensato.

t a x \u003d (Q 3600 / G a c a) - 95 \u003d (713028 3600) / (16000 4190) - 95 \u003d 56,7 ° C

с р,к - capacità termica della soluzione e condensa trovata dai materiali di riferimento.

Determinazione delle temperature medie dei vettori di calore.

∆t n cf = 95 - 75 = 20;

∆t a cf = 56,7 - 40 = 16,7

∆tav = 20 + 16,7 / 2 = 18,4°C

Determiniamo la sezione dei canali, per il calcolo prendiamo la velocità di massa del condensato W c = 1500 kg/m 2 ·sec.

S \u003d G / W \u003d 16000/3600 1500 \u003d 0,003 m 2

Assumendo la larghezza del canale b = 6 mm, troviamo la larghezza della spirale.

B = S/b = 0,003/ 0,006 = 0,5 m

Perfezioniamo la sezione del canale

S \u003d B b \u003d 0,58 0,006 \u003d 0,0035 m 2

e portata massica

W p \u003d G p / S \u003d 19000 / 3600 0,0035 \u003d 1508 kg / m 3 s

W a \u003d G a / S \u003d 16000 / 3600 0,0035 \u003d 1270 kg / m 3 s

La determinazione della superficie di scambio termico di uno scambiatore di calore a spirale viene eseguita come segue.

F \u003d Q / K∆t cf \u003d 713028 / (1400 18,4) \u003d 27,7 m 2

Determina la lunghezza di lavoro della spirale

L \u003d F / 2B \u003d 27,7 / (2 0,58) \u003d 23,8 m

t = b + δ = 6 + 5 = 11 mm

Per calcolare il numero di giri di ciascuna spirale, è necessario prendere il diametro iniziale della spirale in base alle raccomandazioni d = 200 mm.

N \u003d (√ (2L / πt) + x 2) - x \u003d (√ (2 23,8 / 3,14 0,011) + 8,6 2) - 8,6 \u003d 29,5

dove x \u003d 0,5 (d / t - 1) \u003d 0,5 (200/11 - 1) \u003d 8,6

Il diametro esterno della spirale è determinato come segue.

D = d + 2Nt + δ = 200 + 2 29,5 11 + 5 = 860 mm.

Compito 6

Determinare la resistenza idraulica dei vettori di calore creati in uno scambiatore di calore a piastre a quattro passaggi con una lunghezza del canale di 0,9 me un diametro equivalente di 7,5 10 -3 quando l'alcol butilico viene raffreddato con acqua. L'alcol butilico ha le seguenti caratteristiche: consumo G = 2,5 kg/s, velocità W = 0,240 m/s e densità ρ = 776 kg/m 3 (criterio di Reynolds Re = 1573 > 50). L'acqua di raffreddamento ha le seguenti caratteristiche: portata G = 5 kg/s, velocità W = 0,175 m/s e densità ρ = 995 kg/m 3 (criterio di Reynolds Re = 3101 > 50).

Soluzione: determiniamo il coefficiente di resistenza idraulica locale.

ζ bs = 15/Ri 0,25 = 15/1573 0,25 = 2,38

ζ in \u003d 15 / Re 0,25 \u003d 15/3101 0,25 \u003d 2,01

Specifichiamo la velocità di movimento di alcol e acqua nei raccordi (prendiamo d pezzi = 0,3 m)

W pz \u003d G bs / ρ bs 0,785d pz 2 \u003d 2,5 / 776 0,785 0,3 2 \u003d 0,05 m / s inferiore a 2 m / s, pertanto, può essere ignorato.

W pezzi \u003d G in / ρ in 0,785d pezzi 2 \u003d 5/995 0,785 0,3 2 \u003d 0,07 m / s inferiore a 2 m / s, pertanto, può essere ignorato.

Determiniamo il valore della resistenza idraulica per l'alcool butilico e l'acqua di raffreddamento.

∆Р bs = xζ ( l/D) (ρ bs w 2 /2) \u003d (4 2,38 0,9 / 0,0075) (776 0,240 2 / 2) \u003d 25532 Pa

∆Р in = xζ ( l/D) (ρ in w 2 /2) \u003d (4 2,01 0,9 / 0,0075) (995 0,175 2 / 2) \u003d 14699 Pa.