Особенности теплового расчёта подогревателей вязких жидкостей
Одним из основных вопросов при проектировании подогревателей вязких жидкостей является определение αв от внутренней поверхности трубки к жидкости.
Для определения αв 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.
|
|