Переохладитель

Переохладители – теплообменные аппараты, которые служат для охлаждения жидкого агента ниже температуры конденсации. Они представляют собой противоточные двухтрубные аппараты, охлажаемые водой.

Физические свойства R-22 при средней температуре Т=338 К:

коэффициент теплопроводности λ1=0,0608 Вт/м·град;

плотность ρ1=1001,3 кг/м³;

кинетическая вязкость ν1=0,101·10^¯6 м²/с;

коэффициент температуропроводности α1=3,68·10^¯7/с;

критерий Прандтля Pr1=0,27.

Физические свойства воды при средней температуре Т=318 К:

коэффициент теплопроводности λ2=0,642 Вт/м·град;

плотность ρ2=990,15 кг/м³;

кинетическая вязкость ν2=0,61·10^¯6 м²/с;

коэффициент температуропроводности α2=15,5·10^¯8/с;

критерий Прандтля Pr2=3,93.

Скорости движения равны, м/с

для R-22

ω1=4· G1/ ρ1·π·d²1, (3.3)

где ρ1-плотность фреона-22 при Т=338 К, кг/м³.

ω1=4·0,077/1001,3·3,14·(0,015)²=0,44 м/с

для воды

ω2=4·G2/ ρ2· π·(D²-d2²) (3.4)

где ρ1-плотность воды при Т=318 К, кг/м³.

ω2=4·0,24/993,95·3,14·(0,024²-0,017²)=1,062 м/с

Число Рейнольдса для R-22 составляет

Re1= ω1· d1/ ν1 (3.5)

Re1= 0,44·0,015·10⁶/0,101=65346,5

Коэффициент теплоотдачи, Вт/м²·град, рассчитываем по формуле

Nu1=0,021· Re^0.81· Pr^0.4451, (3.6)

Nu1=0,021·(65346,5)^0.8·(0.27)^0.445=83,44

тогда

α1= Nu1· λ1/ d1 (3.7)

α1=83,44·(0,0608/0,015)=338,2 Вт/м²·град

Число Рейнольдса для воды составляет

Re2= ω2· dэкв/ ν2 (3.8)

Re2=1,062·0,007·10⁶/0,61=12187

где dэкв= D-d2=24-17=7 мм

Nu2=0,021· Re1· Pr1 (3.9)

Nu2=0,021·(12187)^0,8·(3,93)^0,445=72

тогда

α2= Nu2· λ2/ dэкв (3.10)

α2=72·0,642/0,007=6603 Вт/м²·град

Коэффициент теплопередачи для аппарата, Вт/м²·град

К=1/(1/ α1·d1)+(1/2 λ ·(ln d2/ d1))+(1/ α2 · d2) (3.11)

К= 1/(1/338,2·0,015)+(1/2·50·(ln17/15))+(1/6603·0,015)= 5,073 + 3,125 + 0,01 = 8,2 Вт/м²·град

Средняя логарифмическая разность температур составляет

Δtср=25-15/ln25/15=19,6°С

Плотность теплового потока на 1м трубы равна, Вт/м

ql=k·Δtср (3.12)

ql=8,2·19,6=160,7 Вт/м

Длина трубы теплообменника, м

l=Q/ql (3.13)

l=9925,8/160,7=62 м

Поверхность нагрева, м²

F=π· d1· l (3.14)

F=3,14·0,017·62=3,3 м²

Число ходов, шт

z_с= l/ lс,

где lс- длина трубки, м.

z_{с=62/4=15,5 шт.}

Таблица 2

ПРОТИВОТОЧНЫЕ ПЕРЕОХЛАДИТЕЛИ ТИПА ПП

Марка	6 ПП	8 ПП	12 ПП	16ПП
Поверхность теплообмена, м^2	5,85	7,8	11,7	15,6
Количество секций
Количество труб в секции
H
h1, мм
h2, мм
h3, мм
Вес,кг

По таблице 2 выбираем противоточный переохладитель 6ПП с поверхностью теплообмена 5,85 м²

Дата добавления: 2015-06-27