"расчет теплообменника типа "труба в трубе""

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра теплоэнергетики
РАСЧЁТ ТЕПЛООБМЕННИКА ТИПА
«ТРУБА В ТРУБЕ»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к курсовой работе
по дисциплине «Основы гидравлики и теплотехники» для
студентов направления подготовки 270800.62 «Строительство»
профили «Городское строительство и хозяйство»,
«Экспертиза и управление недвижимостью»
Казань
2014
Составители: Ахмерова Г. М., Сулейманова Л.Л., Ланцов А.Е.,
Галиуллина А.А.
УДК 536.3:536:22
ББК 31.31
С89
Расчёт теплообменника типа «Труба в трубе»: Методические указания к
курсовой работе по дисциплине «Основы гидравлики и теплотехники» для
студентов направления подготовки 270800.62 «Строительство» профили
«Городское строительство и хозяйство», «Экспертиза и управление недвижимостью»/ Сост.: Г. М. Ахмерова, Л.Л. Сулейманова, А.Е. Ланцов, А.А.
Галиуллина – Казань: КГАСУ, 2014. – 20 с.
Печатается по решению Редакционно-издательского совета Казанского государственного архитектурно-строительного университета.
В методических указаниях приведены краткие сведения о теплообменных аппаратах, изложены основы теплового расчёта.
В приложении помещены необходимые данные по теплофизическим
свойствам используемых теплоносителей.
Табл. 3. Илл. 3.
Рецензент: профессор кафедры теплогазоснабжения и вентиляции
Казанского
государственного
архитектурно-строительного университета, к.т.н. Давыдов А.П.
УДК 536.3:536:22
ББК 31.31
© Казанский государственный архитектурно-строительный университет, 2014
© Ахмерова Г. М., Сулейманова
Л.Л., Ланцов А.Е., Галиуллина
А.А., 2014
2
ВВЕДЕНИЕ
Теплообменным аппаратом называется любое устройство, в котором
осуществляется процесс передачи тепла от одной среды (горячего теплоносителя) к другой (холодному теплоносителю). В качестве теплоносителей
в теплообменных аппаратах (теплообменниках) используются разнообразные жидкости, газы, пары в широком диапазоне давлений и температур.
По принципу действия теплообменные аппараты делятся на поверхностные и смесительные. В поверхностных аппаратах передача тепла от
одного теплоносителя к другому осуществляется с участием твёрдой стенки.
Поверхностные теплообменные аппараты, в свою очередь, подразделяются
на рекуперативные и регенеративные.
В рекуперативных аппаратах тепло от одного теплоносителя к другому передаётся через разделяющую их стенку. Примером таких аппаратов
являются паровые котлы, подогреватели, конденсаторы, приборы центрального отопления и т.п.
В регенеративных аппаратах теплоносители попеременно соприкасаются с одной и той же поверхностью нагрева, которая сначала нагревается,
аккумулируя тепло горячего теплоносителя, а затем охлаждается, отдавая
тепло холодному теплоносителю. К таким аппаратом относятся регенераторы мартеновских и сталеплавильных печей, воздухоподогреватели доменных печей.
В смесительных теплообменных аппаратах теплообмен осуществляется путём непосредственного контакта и смешения жидких и газообразных
теплоносителей. В этом случае передача тепла часто сопровождается массопередачей. Такими аппаратами являются башенные охладители (градирни), скрубберы и др.
В теплообменных аппаратах движение теплоносителей осуществляется по трём основным схемам. Если направление горячего и холодного
теплоносителей совпадает, такая схема движения называемая прямоточной.
Если направление их движения противоположно – противоточной. В случае,
когда направления движения пересекается, схема движения называется
поперечным током.
Наиболее распространённым типом рекуперативных теплообменных
аппаратов являются кожухотрубные теплообменники. Они имеют развитую
поверхность нагрева и применяются для нагревания или охлаждения жидкостей и газов.
Простейшим теплообменным аппаратом считается теплообменник
типа "трубе в трубе": в наружную трубу вставлена труба меньшего диаметра
(рис. 1). Внутренние трубы могут быть гладкими или, в зависимости от
назначения, иметь продольные рёбра не внешней стороне.
Теплообменники типа "труба в трубе" обычно составляются из не-
3
скольких секций и используются преимущественно при невысоких скоростях потоков и высоких температурах и давлениях из-за сравнительно небольших диаметров труб.
В настоящем задании предлагается выполнить тепловой расчёт теплообменника типа "труба в трубе", поэтому порядок теплового расчёта
рассмотрим применительно к этому типу теплообменников.
сухой насыщ.
пар, М1
t1=tМ
I
tж
I
2
1
М2
tж
нагреваемая
жидкость
dвнутр.
2
?0
Конденсат
Рис.1. 1 – внутренняя труба;
2 – наружная труба
4
II
2
t1=tН
II
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕПЛОВОГО РАСЧЁТА
Существует два вида теплового расчёта теплообменных аппаратов:
конструкторский (проектный) и поверочный.
Конструкторский расчёт производят при проектировании теплообменного аппарата, когда заданы расходы теплоносителей и их параметры на
входе и выходе из теплообменного аппарата. Целью конструкторского
расчёта является определение величины поверхности теплообмена выбранного типа теплообменного аппарата.
Поверочные тепловые расчёты выполняют при выявлении возможности использования готовых или стандартных теплообменных аппаратов для тех или иных целей.
Несмотря на большое разнообразие теплообменных аппаратов по
назначению, конструкции, схеме движения теплоносителей, основные положения теплового расчёта, остаются общими.
Тепловой расчёт теплообменных аппаратов сводится к совместному
решению уравнений теплового баланса и теплопередачи.
1.1. Уравнение теплового баланса
Тепловой поток Q, необходимый для нагревания одного теплоносителя за счёт охлаждения другого, определяется по изменению энтальпии:
Q  M1  h1'  h1"   M 2  h2'  h2"  , Âò
где
(1)
h' è h" – начальная и конечная энтальпии теплоносителей, Дж/кг;
Ì
1
è Ì
2–
массовые расходы горячего и холодного теплоносителей,
кг/с.
t
 t , уравнение (1) можно записать как:
Так как h  C
o pm
t2
t2
 t1
 t2

'
'' 
"
Q  M1  C  t1  C  t1   M 2  C  t2  C  t2'  , Âò
o pm1
o pm2
 o pm1

 o pm2

'
''
"
'
(2)
t
где C
– средняя теплоёмкость теплоносителя в интервале температур
o pm
от 0о до tо, Дж/кг · К.
5
1.2. Уравнение теплопередачи
При выполнении проектного расчёта поверхность нагрева
лообменного аппарата определяется из уравнения теплопередачи:
а) в случае передачи тепла через плоскую стенку:
Q  K  t  F ,
где
K
t
теп-
Вт,
(3)
– коэффициент теплопередачи, Вт/м2·К;
– средняя разность температур между теплоносителями или
средний температурный напор, оС или К.
Коэффициент теплопередачи
рассчитывается по формуле:
Ê
где 1 и  2
F
K для
плоской поверхности нагрева
1

1
 ñ
1 ñ  2
1
Вт/(м2·K),
,
(4)
– коэффициенты теплопередачи со стороны горячего и хо-
лодного теплоносителей соответственно, Вт/м2·К;
c – коэффициент теплопроводности материала стенки, Вт/м·K;
 c – толщина стенки, м.
б) в случае передачи тепла через цилиндрическую стенку длиной
Q  Kc    t  l
где
K
l,м
(5)
– линейный коэффициент теплопередачи, Вт/м2·К
K 
1
d
1
1
1

 ln 2 
1  d1 2c
d1  2  d 2
,
Вт/(м2·K),
d1 , d 2 – внутренний и наружный диаметр труб, м.
6
(6)
t,с
о
а)
прямоток
t,с
t 1''
tб
t 1'
tм
tб
t 1'
t 1''
t ''ж2
tм
t ''ж2
t ж' 2
б)
противоток
о
t ж' 2 F , м 2
F , м2
Рис. 2. Схема изменения температуры теплоносителей:
а) прямоточного теплообменника;
б) противоточного теплообменника
Характер сужения температур теплоносителей в теплообменнике зависит от схемы движения теплоносителей (рис. 2).
Численные значения средней разности температур между теплоносителями t в случае противотока при одинаковых условиях больше,
чем при прямотоке, поэтому аппараты с противотоком имеют меньшие
размеры.
Средняя логарифмическая разность температур определяется из соотношения:
t лог 
где
t  t м
t ;
ln
t м
о
C,
t  t1  t Æ 2
— бóльшая разность температур
t ì  t1  t Æ 2
— меньшая разность температур
между теплоносителями (рис. 2а),
t  t1  t Æ 2 — бóльшая разность температур
между теплоносителями (рис. 2б),
между теплоносителями (рис. 2а),
t ì  t1  t Æ 2 — меньшая разность температур
между теплоносителями (рис. 2б).
7
(7)
2. ЗАДАНИЕ
В теплообменном аппарате типа «труба в трубе» нагреваемая жидкость (холодный теплоноситель) движется по внутренней трубе, изготовленной из стали ñ  60
Âò
.
ì
Например, в кожухотрубных водоподогревателях горячего водоснабжения греющая вода так же направляется в межтрубное пространство,
нагреваемая – в трубки. За счёт этого выравниваются скорости первичного
и вторичного теплоносителей, легче удаляется накипь с внутренней стороны трубок. Трубную систему скоростных водоподогревателей горячего
водоснабжения как правило изготавливают из латунных трубок диаметром
16х1 мм. Латунь имеет высокую теплопроводность и между теплоносителями происходит активный теплообмен. В подогревателях, предназначенных для систем отопления, для выравнивания скоростей греющая вода
направляется по трубкам, нагреваемая – по межтрубному пространству.
'
Температура холодного теплоносителя изменяется от t Æ 2 на входе до
t "Æ 2 на выходе. Греющей средой (горячим теплоносителем) является сухой
'
насыщенный водяной пар при температуре t1  t Í , который подаётся в
межтрубное пространство. В аппарате холодному теплоносителю передаётся теплота фазового перехода, выделяемая при конденсации пара. Про''
цесс конденсации происходит при t Í  const , поэтому t1  t Í (рис. 3).
о
tП
tб
t С1
t ж' 2
t С2
tС
t Ж2
t ж2
t
tм
t 1' =t н
t 1'' = t н
t ''ж2
0
Рис. 3. Схема изменения температур теплоносителей и стенок в
заданном теплообменнике
8
d í àð , толщина её
Заданы также наружный диаметр внутренней трубы
стенки  ñ , расход холодного теплоносителя Ì å и ориентация теплообменного аппарата в пространстве. Требуется определить расход греющего
пара Ì 1 , поверхность нагрева F и число секций n в теплообменнике.
Данные для расчёта взять из табл. 1 приложения в соответствии с вариантом
задания.
3. ПОРЯДОК ТЕПЛОВОГО РАСЧЁТА ТЕПЛООБМЕННОГО
АППАРАТА
3.1. Определение расхода греющего пара
Расход пара Ì 1 определяется из уравнения теплового баланса.
Применительно к заданному теплообменнику изменение энтальпии конденсирующего пара
"
'
кДж/кг,
h1 h1  r,
где
r
— теплота парообразования, кДж/кг.
Уравнение теплового баланса можно записать в виде:
tæ 2
 tæ 2

"
Q  M1  r  M 2  C  tæ 2  C  tæ' 2  , Âò
o pm2
 o pm2

"
'
, (8)
t
откуда можно рассчитать
Ì
1
. Значения
r
и
C
o pm
определяются из
табл. 2-4 приложения.
3.2.
Определение поверхности нагрева
Поверхность нагрева
F
определяется из уравнения теплопередачи.
Тонкую цилиндрическую стенку при
d í àð
d âí
 2 можно рассматривать как
плоскую и расчёт производить по уравнению (3).
Q
, м2.
(9)
K  t
Тепловой поток Q определяется из уравнения теплового баланса (8).
F
9
Коэффициент теплопередачи рассчитывается по уравнению (4), где применительно к нашему заданию:

1

2
– коэффициент теплопередачи от конденсирующегося пара к стенке,
Вт/м2 К;
– коэффициент теплопередачи от стенки к нагреваемой жидкости,
Вт/м2 К;
c – коэффициент теплопроводности материала внутренней трубки
теплообменника, Вт/м2 К.
Средняя разность температур между теплоносителями рассчитывается
по уравнению (7). При t  1,5 можно использовать уравнение
tM
tà 
tá  t ì
, оС
2
(10)
3.2.1. Расчёт коэффициента теплоотдачи от конденсирующегося
водяного пара к стенке α1
Коэффициенты теплоотдачи
териальным уравнениям:

1
и

2
рассчитываются по кри-
а) в случае вертикального расположения теплообменника коэффициент
теплоотдачи  1 при плёночной конденсации рассчитывается:
 для ламинарного режима течения плёнки конденсата  Z í  2300 
Reí  3,8  Z
0,78
í
 Prí 


 PrÑ 1 
0,25
(11)
 для смешанного режима течения пленки конденсата  Z í  2300 

 Pr 
Reí   253  0, 069  í 

 PrÑ 1 
4
8
0,25
 Prí
где приведённая длина:
Z í  t n  H  Àn ,
Reí  1  tn  H  Bí
0,5

 Z í  2300  ,

(12)
(13)
(14)
H – высота вертикальной поверхности, принимается равной 1,5-3,5 м.
10

1
 q 
Àn   2  
,
   r    ( ì  Ê )
1,3
4
Bí 
r 
,
м/Вт
Комплексы теплофизических свойств, значения которых для воды
определяются при температуре
t Í из табл. 5 приложения;
tn  tí  tÑ1 – перепад температур в плёнке конденсата;
tÑ1 – температура стенки со стороны пара;
Pr 

à
– число Прандтля, определяется при температуре
t Í и t 1 из
Ñ
табл. 2 приложения.
б) для горизонтального расположения теплообменника при ламинарном
 Zí
режиме течения плёнки конденсата
где
Reí  3, 25  Z
Zí
 tn  
0,75
í
 3900 
 Prí 


 PrÑ 1 
0,25
;
(15)
 R  Àn ;
(16)
Reí  1  tn    R  Bí ,
где R – наружный радиус трубы, м;
(17)
Àn , Bí – комплексы теплофизических
свойств, значения которых для воды определяются при температуре
табл. 5 приложения;
t Í из
tn  tí  tÑ1 – перепад температур в плёнке конденсата;
tÑ1 – температура стенки со стороны пара.
В уравнениях (11-17) индекс H означает, что за определяющую
температуру принимается температура насыщения
t Í , а индекс ñ1 – за
определяющую температуру принимается температура стенки tÑ1 .
Таким образом, для определения коэффициента теплоотдачи
11

1
необходимо знать величину температуры со стороны пара tÑ1 . Поскольку
эта температура неизвестна, то ей можно задаться, а затем проверить и
уточнить. Такой способ определения величины tÑ1 называется методом
последовательного приближения.
В первом приближении температуру стенки со стороны пара можно
принять равной
t
,
(18)
2
и tn , рассчитать из соответствующих
tÑ1  tí 
Далее, по найденным tÑ1
уравнений (13) или (16) в зависимости от расположения теплообменника,
число Z н , выбрать одно из критериальных уравнений (11), (12) или (15) и
рассчитать число Reí . Зная Reí , из уравнений (14) или (17) можно определить  1 .
3.2.2. Расчёт коэффициента теплоотдачи от стенки к нагреваемой
жидкости
Теплоотдача при вынужденном движении среды в трубе описывается
критериальными уравнениями:
а) при ламинарном режиме движения  ReÆ  2300 
0,33
Nuæ ,d  0,15Reæ0,33
 Græ ,d  Præ
, d  Præ
где число Прандтля Pr 

à

0,1
 Præ 


 PrÑ 2 
0,25
,
определяется из табл. 2–4 приложения;
 – коэффициент кинематической вязкости, м2/с;
à – коэффициент температуропроводности , м2/с;
g  d âí3    tæ
Gr 
– число Грасгофа;
2
æ
где g  9,81 м/с2 – ускорение свободного падения;
dâí – внутренний диаметр трубы, м;
12
(19)
 – коэффициент объёмного расширения, 1/K;
tæ  tÑ 2  tæ 2 – разность температур между температурой стенки со
стороны жидкости t и средней температурой жидкости tæ 2 .
Ñ2

б) При турбулентном режиме движения Re Æ
Nuæ ,d
 10 4
 Pr 
 0,21Reæ0,8,d  Præ0,43  æ 
 PrÑ 2 

0,25
,

в) При переходном режиме движения 2300  Re Æ , d  10
Nuæ ,d  Ê î  Pr
0,43
æ
 Præ 


 PrÑ 2 
(20)
4
;
0,25
,
(21)
где Ê î – комплекс, значение которого можно определять из таблицы в зависимости от ReÆ ,d :
Re Æ , d
Êî
 10
3
2,4
2,7
3
4
5
6
8
10
3,8
4,4
6,0
10,3
15,5
19,5
27
33
В уравнениях (19)–(21) индекс ж означает, что за определяющую
температуру принимается средняя температура жидкости:
tæ 2
tæ' 2  tæ" 2

2
(22)
где индекс ñ 2 – за определяющую температуру принимается температура
стенки жидкости;
t2  tÑ1  tÑ ,
(23)
где перепад температур в стенке
tÑ

q  C
,
C
плотность теплового потока через стенку
q  1 (tí  tÑ1 ) , Вт/м2.
13
(24)
(25)
Значение числа ReÆ ,d , с помощью которого устанавливается режим
движения, рассчитывается следующим образом:
Reæ d 
Wæ  dâí
æ
,
(26)
,
где Wæ – средняя скорость течения ладности, м/c;
 æ – коэффициент кинематической вязкости при температуре tæ , м/с.
Значение определяется Wæ из уравнения массового расхода:
2
Ì
где  
 d âí2
4
2
 Wæ  æ , кг/с
(27)
, м2 – площадь поперечного сечения трубы;
 æ – плотность жидкости пря температуре tæ , кг/м3.
2
Значения теплофизических свойств жидкостей определяются из
табл. 2–4 приложения.
В зависимости от режима движения жидкости в трубе выбирается
одно из критериальных уравнений (19)–(21) и рассчитывается число Нуссельта:
Nuæ ,d 
 2  dâí
.
æ
(28)
Искомый средний по длине трубы коэффициент теплоотдачи от
стенки к жидкости  2 определяется как
2 
По найденным значениям
Nuæ ,d  æ

d âí
1
и

2
.
(29)
из уравнения рассчитывается
коэффициент теплопередачи Ê . При стационарном режиме работы теплообменного аппарата плотности теплового потока, определённые из
уравнений теплоотдачи и теплопередачи, должны иметь одно и то же значение:
q  1 (tí  tÑ*1 ) , Вт/м2,
т.е.
q  K  t ,
Вт/м2,
1 (tí  t *1 )  K  t , Вт/м2,
Ñ
откуда
tÑ*1  tí 
K  t
1
14
, оС
(30)
(31)
Если принятая температура tÑ1 и найденная из уравнения (31) отличается более чем на +5° , нужно задаться новым значением tÑ1  tÑ1 и снова
провести расчёт с последующей проверкой.
*
Расчёт завершается определением поверхности теплообмена
уравнения (9) и числа секций в теплообменнике:
n
F
F
где
F '    dâí 
,
'
,
F
из
(32)
м2 – поверхность теплообмена одной секции
длиной
.
При вертикальном расположении теплообменника длина секции
принимается равной ранее принятой высоте (см, п. 3.2.1), при горизонтальном – длина секции задаётся ( =1,5÷3,5).
Контрольные вопросы:
1. Классификация теплообменных аппаратов: по назначению, принципу действия, схеме движения теплоносителей.
2. Типы поверхностных теплообменников.
3. Основные уравнения теплового расчёта теплообменного аппарата.
4. Виды и задачи теплового расчёта.
5. Порядок теплового расчёта теплообменника.
6. Физический смысл и размерность  ,  , К . Основные уравнения,
в которые входят эти коэффициенты.
7. Методика расчёта коэффициента теплоотдачи  и теплопередачи
К.
8. Понятие о среднем температурном напоре t и методике его расчёта.
9. Понятие об определяющей температуре и определяющем размере.
10. Характер изменения температуры в прямоточном, противоточном и
заданном теплообменниках.
11. Аппараты с прямотоком или противотоком имеют меньшие размеры?
Почему.
12. Сущность метода последовательного приближения.
15
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица 1
Варианты заданий
для теплового расчёта теплообменного аппарата типа «труба в трубе»
№
варианта
t Í ,оС
t æ' 2 ,оС t æ" 2 , оС Ì
2 ,кг/с
d í àð õ Ñ 1 ,
Положение Жидкость
мм
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
160
160
160
160
160
160
160
160
160
160
160
160
160
160
160
160
160
160
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
3,00
2,50
2,00
1,50
1,00
0,50
0,25
0,10
0,05
0,019
3,00
2,50
2,00
1,50
1,00
0,50
0,019
0,10
60х2
60x2
60x2
60x2
60х2
60x2
60x2
60х2
6рх2
60x2
60x2
60x2
60x2
60х2
60х2
60x2
60x2
60x2
Горизонт.
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
Верт.
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
Верт.
вода
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
вода
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
30
31
32
33
34
35
36
160
160
180
180
180
180
180
180
180
180
180
180
180
180
180
180
180
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80 ,
80
80
80
0,05
0,019
3,00
2,50
2,00
1,50
1.00
0,50
0,25
0,10
0,019
3,00
2,50
2,00
1,50
1,00
0,50
60x2
60х2
60x2
60x2
60x2
60x2
60x2
60x2
60x2
60x2
60x2
60x2
60x2
60x2
60х2
60x2
60x2
— // —
— // —
Горизонт.
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
Верт.
Верт.
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
вода
— // —
— // —
— // —
— // —
16
№
варианта
t Í ,оС
t æ' 2 ,оС t æ" 2 , оС Ì
2 ,кг/с
d í àð õ Ñ 1 ,
Положение Жидкость
мм
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
180
180
180
180
180
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
0,25
0,10
0,05
0,019
3,00
2,50
2,00
1,50
1,00
0,50
0,25
0,10
0,5
0,019
3,00
2,50
60x2
60x2
60x2
60x2
60x2
60x2
60x2
60х2
60x2
60х2
60x2
60x2
60x2
60x2
60x2
60x2
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
Верт.
— // —
— // —
— // —
— // —
Горизонт.
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
вода
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
200
200
200
200
200
200
200
200
220
220
220
220
220
220
220
220
220
220
220
220
220
220
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
60
80
2,00
1,50
1,00
0,50
0,25
0,10
0,05
0,019
3,00
2,50
2,00
1,50
1,00
0,50
0,25
0,10
0,05
0,019
3,00
2,50
2,00
1,50
60x2
60x2
60x2
60x2
60x2
60x2
60х2
60x2
60x2
60x2
60x2
60x2
60x2
60x2
60x2
60x2
60х2
60x2
60x2
60x2
60x2
60x2
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
Горизонт.
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
вода
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
17
№
варианта
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
t æ' 2 ,оС t æ" 2 , оС Ì
t Í ,оС
220
220
220
220
220
220
240
240
240
240
240
240
240
240
240
240
240
240
240
240
240
240
240
240
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
30
80
80
80
80
80
d í àð õ Ñ 1 ,
2 ,кг/с
1,00
0,50
0,25
0,10
0,05
0,019
3,00
2,50
2,00
1,50
1,00
0,50
0,25
0,10
0,06
0,019
3,00
2,50
2,00
1,50
1,00
0,50
0,25
0,10
Положение Жидкость
мм
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
Горизонт.
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
Горизонт.
— // —
— // —
— // —
— // —
60x2
60x2
60x2
60x2
60x2
60x2
60x2
60x2
60x2
60х2
60x2
60x2
60x2
60x2
60х2
60x2
60x2
60x2
60x2
60х2
60x2
60х2
60x2
60x2
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
вода
— // —
— // —
— // —
— // —
— // —
вода
— // —
— // —
— // —
— // —
Таблица 2
Теплофизические и термодинамические свойства воды на линии насыщения
tÍ
о
С
0,01
10
20
30
40
70
80
90
100
,
3
P  10 ,
Па
1,013
1,013
1,013
1,013
1,013
1,013
1,013
1,013
1,013
,
кг/м
999,9
999,7
998,2
995,7
992,2
977,8
971,8
965,3
958,4
3
 102  106  104
Ñp ,
кДж/(кг·К)
4,218
4,193
4,182
4,178
4,170
4,189
4.196
4,205
4,217
Вт/м·К
55,1
57,4
59,9
61,8
63,5
66,8
67,5
68,0
68,3
18
м2/С
1,789
1,306
1,006
0,805
0,659
0,415
0,365
0,326
0,295
1/K
-0,63
0,70
1,82
3,21
3,87
5,70
6,32
6,95
7,52
r,
кДж/кг
2501
2477
2454
2430
2406
2333
2308
2282
2257
Pr
13,67
9,52
7,02
5,42
4,31
2,55
2,21
1,95
1,75
tÍ
о
С
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
,
3
P  10 ,
Па
1,43
1,98
2,70
3,61
4,76
6,18
7,92
10,03
12,55
15,55
19,08
23,20
27,98
33,48
39,78
,
кг/м
951,0
943,1
934,8
926,1
917,0
907,4
897,3
886,9
886,0
886,0
852,8
840,3
827,3
813,6
799,0
3
 102  106  104
Ñp ,
Вт/м·К
кДж/(кг·К)
4,230
4,245
4,264
4,286
4,311
4,346
4,380
4,417
4,459
4,459
4,555
4,614
4,681
4,756
4,842
68,5
68,6
68,6
68,5
68,4
68,3
67,9
67,4
67,0
66,3
65,5
64,5
63,7
62,8
61,8
м2/С
0,272
0,152
0,233
0,217
0,203
0,191
0,181
0,173
0,156
0,158
0,153
0,148
0,145
0,141
0,137
1/K
8,08
8,26
9,19
9,72
10,3
10,7
11,3
11,9
12,6
13,3
14,1
14,8
15,9
16,8
18,1
r,
Pr
кДж/кг
2230
2202
2174
2145
2114
2082
2050
2015
1979
1941
1900
1858
1813
1766
1715
1,60
1,47
1,36
1,26
1,17
1,10
1,05
1,00
0,96
0,93
0,91
0,89
0,88
0,87
0,86
Таблица 3
À
Â
Значение комплексов n и n
для воды при различных температурах насыщения
tÍ
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
, оС
Àn , 1/м·K
51,5
60,7
70,3
82,0
94,0
107
122
130
150
167
182
197
218
227
246
264
19
Ân  103 ,
6,28
6,95
7,65
8,47
9,29
10,15
11,09
12,04
12,90
14,02
15,05
16,08
17,63
18,40
19,78
21,32
м·Вт
РАСЧЁТ ТЕПЛООБМЕННИКА ТИПА
«ТРУБА В ТРУБЕ»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к курсовой работе
по дисциплине «Основы гидравлики и теплотехники» для
студентов направления подготовки 270800.62 «Строительство»
профили «Городское строительство и хозяйство»,
«Экспертиза и управление недвижимостью»
Составители: АХМЕРОВА Гузель Мневеровна,
СУЛЕЙМАНОВА Людмила Леонидовна,
ЛАНЦОВ Александр Евгеньевич,
ГАЛИУЛЛИНА Айгуль Альфритовна
Редактор: В.Н. Сластникова
Издательство
Казанского государственного архитектурно-строительного университета
Подписано в печать
Заказ № 525
Тираж 50 экз.
Печать ризографическая
Бумага офсетная № I
Формат 60 х 84/16
Усл. печ. л. 1,25
Уч. -изд. л. 1,25
Отпечатано в полиграфическом секторе
Издательства КГАСУ
420043, Казань, Зелёная, 1.
20