Конструктивний розрахунок.

Конструктивний розрахунок теплообмінників складається у визначенні основних розмірів апаратів.

Вміст конструктивного розрахунку визначається особливостями вибраної конструкції апарата. У більшості випадків поверхню теплообміну компонують з труб – кожухотрубчасті теплообмінники.

 

Загальне число труб можна визначити з рівняння

 

N = F / π d_p l

 

де F – поверхня теплообміну,

d_p – розрахунковий діаметр труби;

l - довжина труби.

 

Число труб одного хода у трубному просторі розраховують при відомих витратах і швидкості руху теплоносія

 

n₀ = 4G_тр/ 3600 π d_вн² ρ ω_тр

 

де G_тр – витрати теплоносія в трубному просторі;

d_вн² – внутрішній діаметр трубок

ρ – щільність теплоносія

ω_тр – швидкість теплоносія.

 

Число ходів в трубному просторі

 

n = n_o z_тр

 

де z_тр – число ходів у трубному просторі.

 

При розміщенні трубок у трубних дошках необхідно забезпечити максимальну компактність, надійне кріплення трубок, зручність монтажу пучка труб. С точки зору зручності розмітки, найбільш доцільна схема розміщення трубок по вершинам правильних трикутників (шаховий пучок), або по вершинам квадратів (коридорний пучок); застосовують також схему розміщення трубок і по концентричним колам.

Для шахового пучка, який широко застосовують в промисловості як найбільш компактну схему, зв’язок між загальною кількістю трубок n, числом труб на діагоналі b і на стороні а найбільшого шестикутника, виражається наступними співвідношеннями:

 

n = 3a (a – 1) + 1

 

b = 2a - 1.

 

Відстань між вісями труб, або шаг t, залежать від зовнішнього діаметра d_н. Частіше за все

 

t = (1,2 – 1,4) d_н.

 

Загальне число труб n повинно бути таким, щоб значения а, b і n₀ були цілими числами. Це досягається розрахунком по методу послідовних наближень і відповідним вибором діаметра, довжини трубок, швидкості руху теплоносія в трубному просторі.

Число ходів z_тр рекомендується приймати рівним 1, 2, 3, 4, 6, 12.