Алгоритм расчёта
Целью гидродинамического расчёта является определение потери давления горячего и холодного теплоносителя при прохождении через аппарат. Гидродинамическое сопротивление элементов теплообменного аппарата определяется условиями движения теплоносителей и особенностями конструкции аппарата.
Определим сопротивление по потоку выхлопного газа:
, (4.1)
где поперечные потери давления 
,
местные потери давления
,
средняя скорость выхлопных газов
, (4.2)
согласно таблице П.1.6 стр.17 [1] значения коэффициентов:
Необходимо определить число Рейнольдса:
. (4.3)
Эквивалентный диаметр межтрубного пространства:
, (4.4)
где 
-периметр смачивания.
Гидродинамическое сопротивление по холодному теплоносителю (по воде):
(4.5)
По числу Рейнольдса определяем режим течения.
Определяем сопротивление по потоку воды:
, (4.6)
Где 
-потери в трубах,
-потери местного сопротивления,
, 
не должно превышать 2 кПа.
Расчётная часть
Средняя скорость выхлопных газов
Определим сопротивление по потоку выхлопного газа:
,
где поперечные потери давления
,
местные потери давления
,
Эквивалентный диаметр межтрубного пространства:
,
где 
.
Число Рейнольдса:
.
Число Рейнольдса для воды
.
Вывод: режим течения турбулентный.
Потери в трубах
,
где 
при температуре стенки 
(по таблицам для воды).
Потери местного сопротивления
, где
, 
Определяем сопротивление по потоку воды
.
не превышает 2 кПа.
Таблица 4.1 Результаты расчётов.
| Наименование | Обозначение | Размерность | Значение |
| Число Рейнольдса для выхлопных газов | 
| - | 
|
| Число Рейнольдса для воды | 
| - | 
|
| Сопротивление по потоку выхлопных газов |
| кПа | 0,67 |
| сопротивление по потоку воды | 
| кПа | 1,09 |
| Местные потери давления | 
| кПа | 0,061 |
| Поперечные потери давления | 
| кПа | 0,61 |
| Потери местного сопротивления | 
| кПа | 0,71 |
| Потери в трубах | 
| кПа | 0,38 |
Расчёт теплопередачи после оребрения
Алгоритм расчёта
Целью расчёта является завершение компоновки теплообменника, уточнение расчётов теплопередачи и гидродинамического сопротивления.
Коэффициент теплоотдачи по воздуху незначителен, поэтому необходимо делать оребрение для увеличения этого коэффициента.
Рис 5.1 Схема оребрения
Выбираем параметры ребра из заданных пределов:
Коэффициент теплоотдачи будет равен
, (5.1)
Где 
- коэффициент теплопроводности для Сталь 10.
-приведенный коэффициент теплоотдачи для воздуха, (5.2)
ε - степень оребрения
(5.3)
Е-степень эффективности рёбер, принимается равной 0,8,
Ψ-поправка на обтекание рёбер, примерно равна 1,
χ-коэффициент межтрубного пространства:
(5.4)
α1-коэффициент теплоотдачи от воздуха, определяется из критериального уравнения:
; (5.5)
α2- коэффициент теплоотдачи от воды, определяется из критериального уравнения:
. (5.6)
Число Нуссельта при турбулентном режиме течения в канале(стр.14 [1]):
=1 при 
Рис. 5.2 Схема оребрения
Находим свободную площадь газохода с учётом оребрения:
(5.7)
Уточняем значение скорости выхлопных газов после установки рёбер:
(5.8)
Число Рейнольдса для выхлопных газов с учётом оребрения:
(5.9)
Число Нуссельта после оребрения:
, (5.10)
Значения 
берём из четвёртого раздела.
Уточняем значение степени эффективности рёбер:
, (5.11)
Где 
-эквивалентная высота для прямоугольных рёбер, коэффициент 
, Ψ=1-0,058(
)
Уточняем площадь теплообмена, число рядов труб и высоту теплообменника:
Необходимо учитывать эксплуатационное загрязнение теплообменного аппарата и делать запас по площади.
Затем пересчитываем число рядов труб и уточняем высоту теплообменника.
После установки рёбер изменится гидравлическое сопротивление по воздуху
не должно превышать 2 кПа.
Расчётная часть
Выбираем параметры ребра из заданных пределов:
Число Нуссельта при турбулентном режиме течения в канале(стр.14 [1]):
=1 при 
Определяем коэффициент теплоотдачи от воды из критериального уравнения:
.
Степень оребрения
Коэффициент межтрубного пространства:
Находим свободную площадь газохода с учётом оребрения:
.
Уточняем значение скорости выхлопных газов после установки рёбер:
.
Число Рейнольдса для выхлопных газов с учётом оребрения:
Число Нуссельта после оребрения:
,
Коэффициент теплоотдачи от воздуха, определяется из критериального уравнения:
.
Приведенный коэффициент теплоотдачи для воздуха
Коэффициент теплоотдачи будет равен
,
-коэффициент теплопроводности для Сталь 10.
Эквивалентная высота для прямоугольных рёбер
коэффициент
Уточняем значение степени эффективности рёбер:
,
Ψ=1-0,058(
)= 
Уточняем площадь теплообмена, число рядов труб и высоту теплообменника:
Необходимо учитывать эксплуатационное загрязнение теплообменного аппарата и делать запас по площади.
Затем пересчитываем число рядов труб и уточняем высоту теплообменника.
После установки рёбер изменится гидравлическое сопротивление по воздуху
не превышает 2 кПа.
Таблица 5.1 Результаты расчётов
| Наименование | Обозначение | Размерность | Значение |
| Шаг между рёбрами | s | мм | |
| Высота ребра | h | мм | |
| Толщина ребра | 
| мм | |
| Скорость выхлопных газов после оребрения | 
| м/с | 13,4 |
| Число Рейнольдса | Re1 | - | |
| Число Нуссельта для выхлопных газов | Nu1 | - | 80,2 |
| Число Нуссельта для воды | Nu2 | - | 88,9 |
| Степень эффективности рёбер | Е | - | |
| Поправка на обтекание рёбер | ψ | - | 0,99 |
Список литературы
1. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Тепломассообмен» для студентов энергетических специальностей, СумГУ, 2006.
2. Михеев М.А., Основы теплопередачи, Госэнергоиздат,1956.
3. Новиков И.И. и Воскресенский К.Д., Прикладная термодинамика, Госэнергоиздат, 1961.
4. Швец Т., Общая теплотехника, Издательство Киевского Университета, 1963.
5. Константінов С.М. Теплообмін: Підручник. – К.: ВПІ ВПК «Політехніка»: Інрес, 2005. – 304с.