Тепловой и гидравлический расчёт пластинчатого теплообменника

СОДЕРЖАНИЕ:
ВВЕДЕНИЕ
ЗАДАНИЕ
1 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ
2 КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЁТ
3 ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Тепловой расчёт

1. Количество тепла, передаваемого в единицу времени:

2. Расход охлаждающей воды:


3. Средний температурный напор:
Схема потоков:



Первое приближение:
4. Рациональная скорость движения кислоты в каналах теплообменника:
Для ориентировочного расчёта скорости W1 движение кислоты в каналах между пластинами принимаем коэффициент теплоотдачи со стороны хода кислоты

где и - теплопроводность и толщина слоя загрязнений на стенке со стороны хода кислоты.

, где - коэффициент общего гидравлического сопротивления единицы относительной длины извилистого щелевидного канала, безразмерный.
Тогда:

5. Критерий Рейнольдса:

6. Проверим принятое значение коэффициента общего гидравлического сопротивления:

что достаточно близко к принятой величине
7. Критерий Прандтля Pr1 и Prст :

При :
; ; ;

8. Критерий Нуссельта:

9. Коэффициент теплоотдачи от кислоты к стенке:

10.
...

2 Конструктивный расчёт
1. Площадь поперечного сечения пакета:
по стороне хода кислоты
по стороне хода кислоты
2. Количество каналов в одном пакете:
для кислоты: , принимаем
для воды: , принимаем
3. Число пластин в одном пакете:
для кислоты
для воды
4. Поверхность теплообмена одного пакета:
для кислоты
для воды
5. Количество пакетов в аппарате:
по стороне хода кислоты принимаем
по стороне хода кислоты принимаем
6. Число пластин в аппарате:

7. Схема компоновки пластин в аппарате при X=2:

Второе приближение:
8. Фактическая площадь поперечного сечения пакетов для принятого аппарата:

9. Фактическая скорость движение кислоты и воды в каналах:

Проверим величину выбранной поверхности теплообмена при фактических скоростях рабочих сред.
...

3 Гидромеханический расчёт
Из предыдущих разделов расчёта имеем:
1. Фактические скорости движения кислоты и воды в каналах теплообменника:
W1=0,39м/с W2=0,44 м/с
Критерий Рейнольдса:
Re1=493 Re2=4373
2. Коэффициент общего гидравлического сопротивления единицы относительной длины канала:

3. Гидравлическое сопротивление пакетов пластин:

4. Проверим скорости движения кислоты и воды в штуцерах входа и выхода:

Так как скорость воды в штуцере больше расчётной W0=2 м/с, то рассчитаем местное
гидравлическое сопротивление штуцера:

где - коэффициент местного сопротивления.
Местное сопротивление обоих штуцеров:

5. Общее гидравлическое сопротивление теплообменника:
для кислоты
для воды
6. Сопоставим заданные максимально допустимые гидравлические сопротивление с
расчётным:
условие:
или