Особенности теплового расчёта охладителейвязких жидкостей

Особенности теплового расчёта подогревателей вязких жидкостей

Одним из основных вопросов при проектировании подогревателей вязких жидкостей является определение α_в от внутренней поверхности трубки к жидкости.

Для определения α_в приводятся различные формулы. По результатам обработки опытных данных, полученных при испытаниях флотских мазутов марок 12, 20 и топочного 40, составлено критериальное уравнение для мазутов:

для ; .

Критерий Нуссельта характеризует интенсивность теплообмена;

- коэффициент теплопроводности жидкости [Вт/м*К].

Критерий Пекле характеризуетподобие тепловых потоков.

- температуропроводность[м²/с];

- коэффициент кинематической вязкости.

После преобразования уравнения получают расчётную зависимость для мазутов:

[Вт/м²*К]

где - [Вт/м*К]

С – теплоёмкость [Дж/кг*К]

- коэффициент динамической вязкости [Па*с]

- весовая скорость [кг/с*м²]; ;

-внутренний диаметр трубки [м];

- число трубок в одном ходе;

-гидравлический (эвивалентный)диаметр [м]; ;4f – площадь сечения

Аналогично составлено критериальное уравнение для масел по результатам испытаний турбинных масел УТ и Т.

и

После преобразования уравнения получают расчётную зависимость для масел:

Все физические параметры вязкой жидкости определяют при средней температуре. Желательно, входящие в формулы величины определять опытным путём. На практике допустимы приближённые формулы.

Коэффициент теплопередачи определяют по зависимости:

[Вт/м²*К]

Для вязких жидкостей величинами и можно пренебречь, так как их абсолютные значения малы по сравнению с , т.е. принять .

Расчёт подогревателя для вязкой жидкости ведут для каждого отдельного хода (при этом - мала и средние можно определить точнее).

Затем находят среднее значение для всего подогревателя:

[Вт/м²*К].

где z –число ходов; -среднелогарифмическаяразность температур.

Критерием правильности расчёта подогревателя может быть комплекс

,

где - средняя разность температур для каждого хода;

- на выходе данного входа; - на входе данного входа;

- разность температур двух сред в начале потока жидкости в рассматриваемом ходе; – в конце.

Отклонение этого критерия для каждого хода от средней арифметической величины всех значений для данного подогревателя должно находятся в пределах .

[м²].

Особенности теплового расчёта охладителейвязких жидкостей

При омывании трубки коэффициент теплоотдачи от масла к трубке зависит, главным образом от скорости движения масла в направлении перпендикулярном к оси трубки.

Значения получены опытным путём для различных значений скорости масла. ( =0,05… 0,65м/с) =120 – 420 [Вт/м²*К].

При течении масла внутри трубок в2,5…3,5 раза меньше.

Коэффициент теплопередачи от масла к воде, определяется также, как и в подогревателях вязких жидкостей по формуле:

[Вт/м²*К],

- коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности трубки к воде.

,

- находят из таблиц по ;

- средняя температураводы,;

- средняя температура стенки.

Для воды 0…50°С =1400+22 ; 0…160 °С =1720…5510.

Чтобы обеспечить более высокое значение k от масла к воде, рекомендуется скорость воды по трубкам принимать такой, чтобы исключить возможность получения ламинарного потока воды в трубках.