Tarkib Kirish Spiral issiqlik almashtirgich dizayn va ishlash printsipi Spiral issiqlik almashinuvchilari uchun texnik xususiyatlar Spiral issiqlik almashinuvchilari

2. Spiral issiqlik almashtirgichni hisoblash


2.1 Dizayn tavsifi

Etil spirtini sovutish uchun quyidagi sharoitlarda ishlaydigan spiral issiqlik almashtirgichni loyihalash kerak:

1. 
   toluol eritmasining miqdori G _P =25 t/soat = 6,97 kg/s;
   
2. 
   eritmaning dastlabki harorati t ₁ =75 ⁰ S;
   
3. 
   oxirgi eritma harorati t ₂ =40 ⁰ S;
   
4. 
   apparatga kirish joyidagi sovutish suvining harorati t ₃ =18 ⁰ S;
   
5. 
   apparatning chiqish joyidagi sovutish suvi harorati t ₄ \u003d 36 ⁰ S.
   

2.2 Sovutgichning issiqlik hisobi

Issiqlik tashuvchilarning fizik parametrlari ularning o'rtacha haroratida aniqlanadi.

Etil spirtining o'rtacha harorati:


⁰ S,

bu erda t ₁ \u003d 75 ⁰ S - sovutgichga kirish joyidagi eritmaning harorati; t ₂ \u003d 40 ⁰ ° S - sovutgichning chiqishidagi eritmaning harorati.

O'rtacha suv harorati


⁰ S,

bu erda t ₃ \u003d 18 ⁰ S - uskunaga kirish joyidagi sovutish suvi harorati; t ₄ \u003d 36 ⁰ S - uskunaning chiqish joyidagi sovutish suvi harorati.

Sovutgichlarning fizik xususiyatlari

Fizik miqdorlar	Toluol uchun t r.av = 57,5 0S da	t v.sr = 31,5 0S da suv uchun
Zichlik, kg/m3	r.=911,6	rv.=995,9
Issiqlik sig'imi, kJ/(kg 0S)	o'rtacha = 3,024	Sent \u003d 4.2
Issiqlik o'tkazuvchanligi, Vt / (m 0S)	r.=0,442	lv.=0,593
Kinematik yopishqoqlik, m2/s	p.=0,97•10-6	v.=0,96•10-6
Atrof-muhit uchun Prandtl mezoni	Pr .=6,05	Pr in.=6,77

Qurilmaning termal yuki:


kVt,

qaerda G _p. \u003d 6,94 kg / s - eritma iste'moli; dan _r. \u003d 3,024 kJ / (kg ⁰ S) - eritmaning issiqlik sig'imi.

Sovutish suvi iste'moli quyidagicha bo'ladi:


kg/s,

qayerdan v _. \u003d 4,2 kJ / (kg ⁰ S) - suvning issiqlik sig'imi.

Sovutish suvi haroratining berilgan qiymatlarida o'rtacha logarifmik harorat farqi quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:


,

qaerda Dt b _. - issiqlik tashuvchilar orasidagi eng katta harorat farqi, ⁰ S ; D t _m. - sovutish suvi orasidagi eng kichik harorat farqi , ⁰ S.

Qurilmadagi oqim diagrammasi:


75 ⁰ S 40 ⁰ S
36 ⁰ S 18 ⁰ S

Boshlar:

Dt b _. \u003d 75-36 \u003d 39 ⁰ S ;
D m _. \u003d 40-18 \u003d 22 ⁰ S.

O'rtacha logarifmik harorat farqi

⁰ C.

Spiral issiqlik almashtirgichning ekvivalent diametri formula bo'yicha topiladi

m,

bu erda b - spiral issiqlik almashtirgichning chiziqli kengligi (0,2 dan olingan 1,5 м), m; d - kanal kengligi (spirallar orasidagi bo'shliq), dan ga teng 0,008 мolingan 0,025 м.

Eritmaning harakat tezligi berilgan ō _r. =1 m/s, issiqlik almashtirgich kanalining kesishish maydonini toping.


m ² ,

qayerda r _p. \u003d 911,6 kg / m ³ - etil spirtining zichligi.

Shunday qilib, issiqlik almashtirgichning samarali balandligi ( tasmaning samarali kengligi)


m.

Biz lentaning kengligini qabul qilamiz b _e \u003d 0,7 m, keyin kanalning tasavvurlar maydoni

m ² .

Etil spirtining issiqlik almashinuvchi kanali orqali harakatlanishining haqiqiy tezligi

Xonim.

Issiqlik almashinuvi kanalidagi sovutish suvi tezligi

Xonim.

Yechim uchun Reynolds mezoni

,

qaerda v _p. \u003d 0,97•10 ^-6 - etil spirtining kinematik yopishqoqligi.

Spiralning tashqi diametrini hisoblang, m


,

bu yerda d =2 r + t - spiral issiqlik almashtirgichning ichki diametri, m; r \u003d 0,1 m - spirallarning ichki radiusi; t \u003d d + d _st. \u003d 0,012 + 0,002 \u003d 0,014 m - spiral qadam; d _st. - issiqlik almashtirgich devorining qalinligi, bosimga qarab olinadi: 1,0 MPa d _{st gacha bo'lgan bosimlarda.} =2 mm; N - spirallarning burilish soni, biz N = 20 (juft raqam) olamiz.

m;
m.

Reynolds sonining kritik qiymati

.


Re p natija qiymati beri _. > Qayta ^kr. _R. , keyin etil spirtining kanallar bo'ylab harakatlanish rejimi turbulentdir.
Yechim uchun Nusselt mezoni


,

qaerda Pr _p. \u003d 6.05 - etil spirti uchun Prandtl mezoni.

Toluol uchun issiqlik almashinuvchi devoriga issiqlik uzatish koeffitsienti


Vt / (m ^{2 0} C),

qaerda l _p. \u003d 0,442 Vt / (m ⁰ C) - eritmaning issiqlik o'tkazuvchanligi.

Suv uchun Reynolds qiymati


,

qaerda n _. \u003d 0,96•10 ^-6 - suvning kinematik yopishqoqligi.

Suv uchun Nusselt mezoni


,

qaerda Pr _in. =6,77 - suv uchun Prandtl mezoni.

Issiqlik almashinuvchi devoridan sovutish suviga issiqlik uzatish koeffitsienti


Vt / (m ^{2 0} C),

qaerda l _c. \u003d 0,593 Vt / (m ⁰ C) - suvning issiqlik o'tkazuvchanligi.

Qurilmaning devorlarini ishlab chiqarish uchun materialni so'rash - issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti l _{st bo'lgan po'lat Kh18N10T.} \u003d 16 Vt / (m ⁰ C) , issiqlik uzatish koeffitsientini toping


Vt / (m ^{2 0} C).

Spiral issiqlik almashtirgichning issiqlik uzatish yuzasi

m ² .

Samarali spiral uzunligi

m.

Ikkala spiralning burilish soni

,

qayerda .

N = 20 burilish sonining olingan qiymatini oling va hisobni aniqlang.
Spiralning tashqi diametri


m.

Etil spirti uchun Nusselt mezoni

.

Etil spirtidan issiqlik almashinuvchi devoriga issiqlik uzatish koeffitsienti

Vt / (m ^{2 0} C).

Suv uchun Nusselt mezoni

.

Issiqlik almashinuvchi devoridan sovutish suviga issiqlik uzatish koeffitsienti

Vt / (m ^{2 0} C).

Eritmadan suvga issiqlik uzatish koeffitsienti

Vt / (m ^{2 0} C).

Spiral issiqlik almashtirgichning issiqlik uzatish yuzasi

m ² .

Samarali spiral uzunligi

m.