Сторінка
3

Проект змієвикового теплообмінника для охолодження цукрового розчину продуктивністю 1800 кг/год

Коефіцієнт тепловіддачі визначається залежно від режиму руху цукрового розчину.

Визначимо критерій Рейнольдса, який характеризує гідродинамічний режим руху розчину, за формулою:

Re = ; (3.1.11.)

де dв – діаметр трубок; d = 0,03м.

Приймаємо швидкість руху цукрового розчину 0,6м/с:

Re1= =7210

Оскільки 2320 <Re <10000, тоді

Nu =0,008*Re*Pr*(); (3.1.12.)

Поправка, що враховує напрямок теплового потоку ()мало відрізняється від одиниці. Тому вважаємо , що ()=1

Nu 1= 0,008*7210*23,6*1 = 0,008*2965,8*3,89 = 92,3

За знайденою величиною Nu 1:

= ; (3.1.13.)

де d- визначальний геометричний розмір – внутрішній діаметр трубки, м;

d=30мм = 0,03 м.

- коефіцієнт теплопровідності;

= 0,414 Вт/(м*К)

= = 1273,7Вт/(м²*К)

Обчислимо значення коефіцієнта тепловіддачі за формулою:

Re = ;

Параметри води при температурі 0,5*(19+41) = 30˚С

= 804*10-6 Па*с; динамічна в’язкість води; [2, ст 59]

= 996 кг/м3; густина води.

Pr = 5,42

- коефіцієнт теплопровідності води; =0,618Вт/(м*К)

- швидкість руху води, приймаємо 1 м/с.

d – еквівалентний діаметр

Re = =37164

критерій Nu знайдемо з формули:

Nu = 0,021Re0,8 *Pr0,43()0,25

Nu = 0,021*371640,8*5,420,43*1 =0,021*4529,9*2,08 = 197,9

= =4076,74 Вт/(м²*К)

Визначимо коефіцієнт теплопередачі:

К = =941Вт/(м²*К)

Площу поверхні нагрівання теплообмінника визначаємо за формулою:

F = ; (3.1.14.)

F = =14,37м²

3.2. Конструктивний розрахунок

Приймаючи діаметр витка змійовика d з і відстань між витками по вертикалі h, знаходимо довжину одного витка змійовика як гвинтової лінії по формулі:

(3.2.1)

Значенням h можна знехтувати, оскільки звичайно його приймають рівним 1,5-2 діаметрам труби змійовика.

d з = 1,2м

= 2,6м

загальна довжина змійовика

(3.2.2.)

= 152,5 м

Число витків змійовика

(3.2.3)

= 58,6 = 59

Загальна висота

(3.2.4)

2,93 м = 3м

Внутрішній діаметр D корпуса теплообмінника, в який поглинається змійовик, приймаємо в межах:

= 1,2+3,5*0,033 = 1,31 = 1,4м

Діаметр патрубків визначаємо за рівнянням об’ємних витрат, м³/с:

V = = ; (3.2.5.)

звідки d= 1,13*; м (3.2.6)

За формулою 3.2.6 визначаємо розміри патрубків для робочих середовищ, при їх параметрах, вказаних в таблиці 3.2.1.

Таблиця 3.2.1.