Критерий  Нуссельта

Коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха  в зоне охлаждения жидкого фреона

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Конструктивный расчет

1. Зона снятия перегрева пара.

Коэффициент теплопередачи

;        

Площадь наружной поверхности

Площадь   1  м  гладкой  трубы Общая длина трубы

Количество   труб   по   глубине: Принимаем 5 рядов труб в вертикальном ряду. Глубина зоны

     3.2. Зона конденсации паров хладагента.

  Площадь наружной поверхности

Общая длина  труб, необходимая для создания такой  площади поверхности,

Количество   труб   по   глубине

принимаем 5 рядов. Глубина аппарата  

Аэродинамическое  сопротивление  оребренной   поверхности

;

2.   Зона охлаждения жидкого фреона.

Коэффициент теплопередачи

Площадь наружной  поверхности

Общая длина  труб

Количество труб по глубине

принимаем 2 ряда.

Глубина аппарата

Площади поверхности 1 м оребренной трубы:

Коэффициент оребрения  поверхности трубы Эффективность всей оребренной поверхности при хорошем контакте ребер с трубой

.

Критерий Рейнольдса

.

Критерий Нуссельта

.

Коэффициент  теплоотдачи   со   стороны   воздуха 

.

Приведенный коэффициент   теплоотдачи

  .

  Площадь живого сечения для зоны снятия перегрева  и охлаждения жидкого фреона

.

Скорость воздуха  в живом сечении

.

4. Аэродинамический расчет конденсатора

     4.1. Зона снятия перегрева.

Коэффициент теплопередачи

.

Площадь  наружной   поверхности

Общая длина  труб

.

Принимаем 2 трубы  по глубине  зоны.

Глубина зоны: .

Аэродинамическое   сопротивление оребренной  поверхности

;

.

     4.2. Зона охлаждения жидкого фреона

Коэффициент теплопередачи

.

Площадь наружной поверхности

. 

Общая длина  труб

.

Количество труб по глубине

Принимаем  1  трубу по глубине зоны.

Глубина зоны:

Аэродинамическое  сопротивление оребренной поверхности

;

.

Глубина  аппарата . Габаритные  размеры  

Полное аэродинамическое сопротивление конденсатора

.

По общему расходу воздуха и напору подбираем  марку вентилятора.

Принимаем осевой вентилятор МЦ №10 с подачей  воздуха и напором 98 Па [5].

 

      5. Прочностные расчеты

     5.1. Расчет толщины стенок крышек

Определяется  по формуле:

;

Где ;

Для Меди ;

где =1,1 – при гидравлических испытаниях;

=1,0 – коэффициент прочности  сварных швов по [4], с.246, табл. 8.4.;

       =1,2 – расчетное давление, выбирается  по [4], табл. 8.1.

       ;

Принимаем =5мм.

         5.2. Расчет на прочность трубных решеток и труб теплообменника

Условие прочности  труб:

;

Осевое усилие в трубе:

;

Где:

;

;

;

Коэффициенты  влияния давления в межтрубном пространстве:

;

;

При =0,86, =0,68 по [4], с.265.

Находим :

;

Принимаем толщину  трубной решетки  =0,01м.

Находим :

;

;

 где  =1 для аппаратов с неподвижными трубными решетками.

Осевое усилие в трубе:

;

Условие прочности  труб:

;

 где  =140Мпа.

Условие прочности  труб выполняется  . 
 
 

     5.3. Условие прочности корпуса для режима испытаний

Условие прочности:

;

- где   =134МПа для Ст20;

       =0,584м – средний диаметр;

       =1,0 – коэффициент прочности  продольного спайного шва по [4], с.246, табл. 8.4.

       - пробное давление по [4], с.237.

       =0,005м – толщина корпуса.

Условие прочности:

Условие прочности выполняется 

 

     Список литературы:

    1. Методические указания к курсовой  работе по дисциплине «Теплопередача» для студентов специальности 16.03 «Техника и физика низких температур» дневной формы обучения.

    2. Справочник по теплообменным  аппаратам/ П.И. Бажан, Г.Е. Каневец,  В.М. Селиверстов – М.: Машиностроение, 1989. -367с.:ил.

    3. Жукаускас А.А. Конвективный перенос в теплообменниках. - М.: Наука, 1982. - 472 с.

    4. Теплообменные аппараты холодильных  установок/ Г.Н. Данилова, С.Н. Богданов, О.П. Иванов и др.; - Л.: Машиностроение, 1986. – 303 с.:ил.

    5. Калинушкин М.П. Вентиляторные установки. – М.: высшая школа, 1967.-260с.

        6. Справочник по теплообменным аппаратам/ П.И. Бажан, Г.Е. Каневец, В.М. Селиверстов – М.: Машиностроение, 1989. -367с.:ил.

Жукаускас А.А. Конвективный перенос в теплообменниках. - М.: Наука, 1982. - 472 с.