Нагрев и охлаждение трансформаторов - Киш Л.
Скачать (прямая ссылка):
Теплоемкость со стороны масла Вт/ 0С; теплоемкость со стороны воздуха Вт/ 0С.
Коэффициент полезного действия процесса теплопередачи согласно (3-88)
Теплопередающее число охладителя согласно (3-89)
Отношение теплоемкостей теплоносителей согласно (3-90)
4-2. Гидравлический расчет малогабаритных теплообменников
Изменение статического давления со стороны масла
Если считать полное давление на входе в охладитель заданным, то перепад статического давления со стороны масла может быть определен как сумма трех слагаемых: перепадов давления на входе и выходе из трубного пучка и падения давления из-за сопротивления трения в трубах.
Перепады давления на входе и выходе из трубного пучка включают в себя две составляющие. Первая составляющая - это перепад давления, вызванный внезапным изменением сечения и определяемый уравнением Бернулли для идеальной, движущейся без потерь жидкости. При этом на входе в трубный пучок из-за уменьшения сечения и увеличения динамического давления происходит соответствующее уменьшение статического давления, а на выходе из трубного пучка из-за увеличения сечения и уменьшения динамического давления - соответствующее увеличение статического давления. Вторая составляющая - это падение давления, вызванное вирхреобразованием и деформацией струи, происходящими при внезапном изменении сечения и связанными с частичным отделением пограничного слоя (приуменьшении сечения) или с полным отрывом потока (при увеличении сечения) и с изменением закона распределения скоростей. Эти явления сопровождаются превращением механической работы в тепло и соответственно безвозвратной потерей части полного давления.
Перепад давления на входе
(4-13а)
Перепад давления на выходе
(4-13б)
Рис. 4-16. Значения коэффициентов местного сопротивления и в зависимости от в диапазоне изменений параметра при ламинарном режиме течения масла.
В уравнениях (4-13а) и (4-136); р -средняя плотность масла; - средняя скорость масла; - отношение площадей сечения труб и коллектора; и - коэффициенты сопротивления входа и выхода, определяемые по рис. 4-16.
Для одного хода масла в охладителе перепад статического давления на входе и выходе из трубного пучка определяется как сумма и :
(4-14)
Потери давления на трение в трубах длиной определяются по формуле
(4-15)
Поскольку процесс циркуляции масла в трубах охладителя не является изотермическим, коэффициент сопротивления трения определяется по формуле Михеева:
Рис. 4-17. Эскиз коллектора охладителя.
где критерии подобия рассчитываются исходя из физических параметров масла, соответствующих при индексе f средней температуре масла и при индексе - средней температуре стенки трубы, а при круглом сечении трубы коэффициент B = 64.
Полное падение статического давления для одного хода масла в охладителе
(4-16)
Полное падение статического давления в охладителе при числе ходов два или более равно падению давления для одного хода, умноженному на число ходов.
Определим полное падение статического давления в масляно-воздушном охладителе на 100 кВт, рассмотренном выше. Для этого двухходового охладителя площадь поперечного сечения коллектора - в направлении, перпендикулярном потоку
масла, равна 290x890 мм (рис. 4-17).
В связи с тем, что охладитель двухходовой, площадь сечения для циркулирующего потока масла в коллекторе равна половине указанной выше площади сечения, т. е.
Площадь сечения 135 параллельно соединенных труб одного хода, имеющих сдвоенный D-образный профиль:
Отношение площадей сечений труб и коллектора для циркулирующего потока масла:
При средней температуре масла в охладителе 67,50С: м2/с и кг/ м3. Кроме того, известно, что м/с, м, м.
Тогда безразмерная величина
Из кривых рис. 4-16 следует, что и. Перепад статического давления на входе согласно (4-13а):
Па.
Знак "+" указывает, что статическое давление на этом участке падает. Перепад статического давления на выходе согласно (4-136):
Па.
Знак "-" указывает, что статическое давление на этом участке возрастает.
Теперь определим потери давления на трение в трубах.
При средней температуре стенки, равной 67,5-8,5=590С, Prw = 96,7.
При средней температуре масла в охладителе 67,50С:
м2/с; ; ; кг/ м3.
Число Грасгофа:
Число Рейнольдса:
Коэффициент сопротивления трения согласно (4-15а):
При длине труб для обоих ходов масла l = 2-1,94 м потери давления на трение в трубах согласно (4-15):
Па
Полное падение статического давления в охладителе со стороны масла согласно (4-16):
Па
Рис. 4-18. Изменение статического давления со стороны масла в масляно-воздушном охладителе на 100 кВт.
Кривая изменения статического давления со стороны масла в масляно-воздушном охладителе на 100 кВт показана на рис. 4-18.
Изменение статического давления со стороны воздуха
Если считать полное давление на входе в охладитель заданным, то перепад статического давления со стороны воздуха теоретически может быть определен как сумма четырех слагаемых.
Первое слагаемое - это перепад давления на входе в охладитель, включающий в себя падение давления, вызванное внезапным уменьшением сечения и увеличением скорости в суженном сечении, и местные потери давления, характеризуемые коэффициентом местного сопротивления .
