Данный online расчёт теплообменника сформирует запрос на подбор теплообменного аппарата для системы отопления, а также отправит его производителям пластинчатых теплообменников, разумеется при вашем желании.
Подбор теплообменника
Подбор теплообменника предполагает выбор формы, размеров и количества пластин, а также схемы их укладки в блок теплообменного аппарата. При этом из-за многообразия вариаций даже у одного производителя теплообменников на каждый запрос может быть подобранно несколько различных теплообменных аппаратов.
Пластины для теплообменников изготовленные различными производителями, даже при схожих размерах, не являются взаимозаменяемыми и обладают свойственными только им теплотехническими особенностями, поэтому и подбираются по индивидуальным методикам. Производители теплообменников не раскрывают методики подбора даже своим региональным партнёрам, предоставляя им лишь программное обеспечение, которое после ввода исходных данных выдаёт готовый результат.
Поэтому данный online расчёт поможет вам корректно сформировать запрос на подбор теплообменника и при вашем желании сразу отправит его нескольким производителям.
Расчёт теплообменника для системы отопления
Рассчитывая пластинчатый теплообменник пренебрегают незначительными потерями с корпуса считая, что всё тепло отданное теплоносителем в греющем контуре переходит к теплоносителю в нагреваемом контуре, поэтому в расчёте всегда должен соблюдаться тепловой баланс.
Проверить правильность теплового баланса между греющим и нагреваемым контуром можно по простой формуле.
Q [кВт] = 1.163 · G [т/ч] · dt [°C]
Полученные значения количества тепла после подстановки параметров греющего и нагреваемого контуров должны быть равны.
При расчёте пластинчатого теплообменника для системы отопления исходными являются величины тепловой мощности системы отопления и расчётный температурный график системы отопления и источника тепла. В результате расчёта определят расход теплоносителя в греющем и нагреваемом контурах.
Основной особенностью расчёта теплообменника для системы отопления является то, что теплообменный аппарат должен обеспечивать корректную работу как на максимальном, так и на переходном режимах эксплуатации.
Максимальным режимом при подборе теплообменника считается режим с расчётной для системы отопления температурой наружного воздуха (для Киева это -22°C). В расчётном режиме от источника тепла приходит теплоноситель с максимальной температурой на пике температурного графика (если источником является тепловая сеть, то это может быть 120/70°C, то есть в подаче 120°C, а в обрате 70 °C, а в автономной котельной может быть принят график 95/70 °C), так и в систему отопления вода поступает с максимальной температурой на пике температурного графика например 90/70°C или 80/60 °C, в зависимости от того какой принят при её расчёте.
Переходным режимом считается режим со средней температурой наружного воздуха за отопительный период в местности где предполагается установка теплообменника (для Киева это -0.1°C). Температуры теплоносителя в переходном режиме на вводе источника тепла и на входе в систему отопления соответственно ниже и определяются по при соответствующей температуре наружного воздуха.
Для жителей Украины доступна опция выбора города, при этом температуры наружного воздуха для расчётного и переходного режимов будут выбраны автоматически по ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010 "Строительная климатология", а для жителей других стран придётся ввести температуры вручную.
Несколько распространённых ошибок при заполнении формы расчёта
1 Температура греющей воды на выходе из теплообменника должна быть больше температуры нагреваемой воды на входе в него на всех режимах эксплуатации. В противном случае теплообменный аппарат получится бесконечно больших размеров.
Это означает что если у вас температурный график работы источника тепла составляет 130/70°C, а расчётный температурный график системы отопления 90/70°C, то либо следует принять более высокую температуру греющей воды на выходе из теплообменника, например 130/80°C, либо принять более низкий температурный график для системы отопления например 80/60°C. Повышение температуры в обратном трубопроводе источника тепла при независимом подключении системы отопления на 5-10°C разрешается строительными нормами (ДБН).
2 Не задавайте допустимые потери давления в теплообменнике ниже 10кПа (1м.вод.ст), если это не принципиальное условие. Чем меньше вы задали допустимые потери давления, тем большим будет теплообменный аппарат и соответственно большей его цена.
При монтаже домашнего бассейна возникает проблема выбора подходящего теплообменника из ассортимента изделий имеющихся в продаже. Устройство необходимо для нагрева воды в резервуаре и сохранения этой температуры на стабильном уровне. Можно обратиться за помощью к специалистам, а можно рассчитать мощность теплообменника для бассейна самостоятельно, что позволит сэкономить те средства, которые пошли бы на оплату работ.
Самый простой способ расчета мощности теплообменника
Мероприятие состоит из двух этапов. На первом следует дополнительно рассчитать объем бассейна, а на втором произвести вычисление по одной единственной формуле. Впрочем, более точные данные в нашем случае не обязательны.
Вычисляем значение количества энергии, необходимого на подогрев воды:
Р = 1,16 x (Т1-Т2)/t x V; где Р — это мощность теплообменника, 1,16 — специальный коэффициент, Т1 — это значение конечной температуры нагрева, Т2 — температура исходной воды (в среднем водопроводная вода должна быть нагрета не меньше 15 градусов по Цельсию), t — это время нагрева (порядка 3-4 часов), V — объем бассейна.
Произведя вычисления по вышеприведенной формуле, приблизительно выясним требуемую величину мощности теплообменника для того, чтобы вода в бассейне нагревалась за определенный промежуток времени.
Далее по каталогам или, ориентируясь на многочисленные предложениям в сети, находим подходящий теплообменник определенной мощности. Перед покупкой рекомендуется дополнительно обсудить возможности приобретаемого устройства с менеджером компании по продаже теплотехнического оборудования. В частности при выборе аппарата учитывают силу потока воды, проходящего через него. Затем сравнивают эти показатели со значениями, которые указаны в техдокументации, прилагаемой к теплообменнику. В этом вопросе ориентиром могут послужить параметры работы насоса для циркуляции воды в бассейне.
Расчет пластинчатого теплообменника – это процесс технических расчетов, предназначенный для поиска желаемого решения в теплоснабжении и его осуществления.
Данные теплообменника, которые нужны для технического расчета:
- тип среды (пример вода-вода, пар-вода, масло-вода и др.)
- массовый расход среды (т / ч) - если не известна тепловая нагрузка
- температура среды на входе в теплообменник °С (по горячей и холодной стороне)
- температура среды на выходе из теплообменника °С (по горячей и холодной стороне)
Для расчета данных также понадобятся:
- из технических условий (ТУ), которые выдает теплоснабжающая организация
- из договора с теплоснабжающей организацией
- из технического задания (ТЗ) от гл. инженера, технолога
Подробнее об исходных данных для расчета
- Температура на входе и выходе обоих контуров.
Для примера рассмотри котел, в котором максимальное значение входной температуры – 55°С, а LMTD равен 10 градусам. Так, чем больше эта разница, тем дешевле и меньше в размерах теплообменник. - Максимально допустимая рабочая температура, давление среды.
Чем хуже параметры, тем ниже цена . Параметры и стоимость оборудования определяют данные проекта. - Массовый расход (m) рабочей среды в обоих контурах (кг/с, кг/ч).
Проще говоря – это пропускная способность оборудования. Очень часто может быть указан всего один параметр – объем расходов воды, который предусмотрен отдельной надписью на гидравлическом насосе. Измеряют его в кубических метрах в час, или в литрах в минуту.
Умножив объем пропускной способности на плотность, можно высчитать общий массовый расход. Обычно плотность рабочей среды изменяется в зависимости от температуры воды. Показатель для холодной воды из центральной системы равен 0.99913. - Тепловая мощность (Р, кВт).
Тепловая нагрузка – это отданное оборудованием количество тепла. Определить тепловую нагрузку можно при помощи формулы (если нам известны все параметры, что были выше):
P = m * cp *δt , где m – расход среды, cp – удельная теплоемкость (для воды, нагретой до 20 градусов, равна 4,182 кДж/(кг *°C)), δt – температурная разность на входе и выходе одного контура (t1 - t2) . - Дополнительные характеристики.
- для выбора материала пластин стоит узнать вязкость и вид рабочей среды;
- средний температурный напор LMTD (рассчитывается по формуле ΔT1 - ΔT2/(In ΔT1/ ΔT2)
, где ΔT1 = T1
(температура на входе горячего контура) - T4(выход горячего контура)
и ΔT2 = T2 (вход холодного контура) - T3 (выход холодного контура); - уровень загрязненности среды (R). Его редко учитывают, так как данный параметр нужен только в определенных случаях. К примеру: система центрального теплоснабжения не требует данный параметр.
Виды технического расчета теплообменного оборудования
Тепловой расчет
Данные теплоносителей при техническом расчете оборудования должны быть обязательно известны. Среди этих данных должны быть: физико-химические свойства, расход и температуры (начальная и конечная). Если данные одного из параметров не известны, то его определяют с помощью теплового расчета.
Тепловой расчет предназначен для определения основных характеристик устройства, среди которых: расход теплоносителя, коэффициент теплоотдачи, тепловая нагрузка, средняя разница температур. Находят все эти параметры с помощью теплового баланса.
Давайте рассмотрим пример общего расчета.
В аппарате теплообменника тепловая энергия циркулирует от одного потока к другому. Это происходит в процессе нагрева или охлаждения.
Q = Q г = Q х
Q – количество теплоты передаваемое или принимаемое теплоносителем [Вт],
Q г = G г c г ·(t гн – t гк) и Q х = G х c х ·(t хк – t хн)
G
г,х
– расход горячего и холодного теплоносителей [кг/ч];
с г,х
– теплоемкости горячего и холодного теплоносителей [Дж/кг·град];
t г,х н
t
г,х к
– конечная температура горячего и холодного теплоносителей [°C];
При этом, учитывайте, что количество входящей и выходящей теплоты во много зависит от состояния теплоносителя. Если в процессе работы состояние стабильно, то расчет производим по формуле выше. Если хоть один теплоноситель меняет свое агрегатное состояние, то расчет входящего и выходящего тепла стоит производить по формуле ниже:
Q = Gc п ·(t п – t нас)+ Gr + Gc к ·(t нас – t к)
r
с п,к
– удельные теплоемкости пара и конденсата [Дж/кг·град];
t к
– температура конденсата на выходе из аппарата [°C].
Первый и третий члены стоит исключать из правой части формулы, если конденсат не охлаждается. Исключив эти параметры, формула будет иметь следующее выражение:
Q гор = Q конд = Gr
Благодаря данной формуле определяем расход теплоносителя:
G гор = Q/c гор (t гн – t гк ) или G хол = Q/c хол (t хк – t хн )
Формула для расхода, если нагрев идет паром:
G пара = Q/ Gr
G
– расход соответствующего теплоносителя [кг/ч];
Q
– количество теплоты [Вт];
с
– удельная теплоемкость теплоносителей [Дж/кг·град];
r
– теплота конденсации [Дж/кг];
t г,х н
– начальная температура горячего и холодного теплоносителей [°C];
t г,х к
– конечная температура горячего и холодного теплоносителей [°C].
Основная сила теплообмена – разница между его составляющими. Это связано с тем, что проходя теплоносители, температура потока меняется, в связи с этим меняются и показатели разницы температур, поэтому для подсчетов стоит использовать среднестатистическое значение. Разницу температур в обоих направлениях движения можно высчитать с помощью среднелогарифмического:
∆t ср = (∆t б - ∆t м) / ln (∆t б /∆t м)
где ∆t б, ∆t м
– большая и меньшая средняя разность температур теплоносителей на входе и выходе из аппарата. Определение при перекрестном и смешанном токе теплоносителей происходит по той же формуле с добавлением поправочного коэффициента
∆t ср = ∆t ср ·f попр
. Коэффициент теплопередачи может быть определен следующим образом:
1/k = 1/α 1 + δ ст /λ ст + 1/α 2 + R заг
в уравнении:
δ ст
– толщина стенки [мм];
λ ст
– коэффициент теплопроводности материала стенки [Вт/м·град];
α 1,2
– коэффициенты теплоотдачи внутренней и внешней стороны стенки [Вт/м 2 ·град];
R заг
– коэффициент загрязнения стенки.
Конструктивный расчет
В данном виде расчета, существуют два подвида: расчет подробный и ориентировочный.
Расчет ориентировочный предназначен для определения поверхности теплообменника, размера его проходного сечения, поиска приближенных коэффициентов значения теплообмена. Последняя задача выполняется с помощью справочных материалов.
Ориентировочный расчет поверхности теплообмена производят благодаря следующим формулам:
F = Q/ k·∆t ср [м 2 ]
Размер проходного сечения теплоносителей определяют из формулы:
S = G/(w·ρ) [м 2 ]
G
(w·ρ)
– массовая скорость потока теплоносителя [кг/ м 2 ·с]. Для расчета скорость потока принимают исходя из типа теплоносителей:
После проведения конструктивного ориентировочного расчета выбирают определенные теплообменники, которые полностью подходят для требуемых поверхностей. Количество теплообменников может достигать как одной, так и нескольких единиц. После на выбранном оборудовании проводят подробный расчет, с заданными условиями.
После проведения конструктивных расчетов будут определенны дополнительные показатели для каждого вида теплообменников.
Если используется пластинчатый теплообменник, то нужно определить значение греющих ходов и значение среды, которую нагревают. Для этого мы должны применить следующую формулу:
X гр /X нагр = (G гр /G нагр) 0,636 · (∆P гр /∆P нагр) 0,364 · (1000 – t нагр ср / 1000 – t гр ср)
G гр, нагр
– расход теплоносителей [кг/ч];
∆P гр, нагр
– перепад давления теплоносителей [кПа];
t гр, нагр ср
– средняя температура теплоносителей [°C];
Если соотношение Хгр/Хнагр будет меньше двух, то выбираем компоновку симметрическую, если больше двух – несимметричную.
Ниже представлена формула, по которой высчитываем количество каналов среды:
m нагр = G нагр / w опт ·f мк ·ρ·3600
G
нагр
– расход теплоносителя [кг/ч];
w опт
– оптимальная скорость потока теплоносителя [м/с];
f к
– живое сечение одного межпластинчатого канала (известно из характеристик выбранных пластин);
Гидравлический расчет
Технологические потоки, проходя через теплообменное оборудование, теряют напор или давление потоков. Это связано с тем, что каждый аппарат имеет собственное гидравлическое сопротивление.
Формула, используемая для нахождения гидравлического сопротивления, которое создают аппараты теплообмена:
∆Р п = (λ·(l /d ) + ∑ζ) · (ρw 2 /2)
∆p
п
– потери давления [Па];
λ
– коэффициент трения;
l
– длина трубы [м];
d
– диаметр трубы [м];
∑ζ
– сумма коэффициентов местных сопротивлений;
ρ
– плотность [кг/м 3 ];
w
– скорость потока [м/с].
Как проверить правильность расчета пластинчатого теплообменника?
При расчете данного теплообменника обязательно нужно указать следующие параметры:
- для каких условий предназначен теплообменник, и какие показатели он будет выдавать.
- все конструктивные особенности: количество и компоновка пластин, используемые материалы, типоразмер рамы, тип присоединений, расчетное давление и т.д.
- габариты, вес, внутренний объем.
- Габариты и типы присоединений
- Расчетные данные
Они должны подходить под все условия, в которых будет подключаться, и работать наш теплообменник.
- Материалы пластин и уплотнений
в первую очередь должны соответствовать всем условия эксплуатации. Для примера: к агрессивной среде не допускаются пластины из простой нержавеющей стали, или, если разбирать совсем противоположную среду, то ставить пластины из титана, для простой системы отопления не нужно, это не будет иметь никакого смысла. Более подробное описание материалов и их соответствия определенной среде, вы можете посмотреть здесь.
- Запас площади на загрязнение
Не допускаются слишком большие размеры (не выше 50%). Если параметр больше – теплообменник выбран некорректно.
Пример расчета пластинчатого теплообменника
Исходные данные:
Переведем данные в привычные величины:
Q = 2,5 Гкал/час = 2 500 000 ккал/час
G = 65 000 кг/час
Давайте проведем расчет по нагрузке, чтобы узнать массовый расход, так как данные тепловой нагрузки являются самыми точными, ведь покупатель или клиент не способен точно подсчитать массовый расход.
Выходит, что представленные данные являются неверными.
Данную форму также можно использовать, когда мы не знаем каких-либо данных. Она подойдет если:
- отсутствует массовый расход;
- отсутствуют данные тепловой нагрузки;
- неизвестна температура внешнего контура.
К примеру:
Вот так мы с вами нашли неизвестный нам ранее массовый расход среды холодного контура, имея лишь параметры горячего.
Как рассчитать пластинчатый теплообменник (видео)
Задача 1
Поток горячего продукта, выходящего из реактора, необходимо охладить с начальной температуры t 1н = 95°C до конечной температуры t 1к = 50°C, для этого его направляют в холодильник, куда подают воду с начальной температурой t 2н = 20°C. Требуется рассчитать ∆t ср в условиях прямотока и противотока в холодильнике.
Решение: 1) Конечная температура охлаждающей воды t 2к в условии прямоточного движения теплоносителей не может превысить значение конечной температуры горячего теплоносителя (t 1к = 50°C), поэтому примем значение t 2к = 40°C.
Рассчитаем средние температуры на входе и выходе из холодильника:
∆t н ср = 95 - 20 = 75;
∆t к ср = 50 - 40 = 10
∆t ср = 75 - 10 / ln(75/10) = 32,3 °C
2) Конечную температуру воды при противоточном движении примем такой же, как и при прямоточном движении теплоносителей t 2к = 40°C.
∆t н ср = 95 - 40 = 55;
∆t к ср = 50 - 20 = 30
∆t ср = 55 - 30 / ln(55/30) = 41,3°C
Задача 2.
Используя условия задачи 1 определить требуемую поверхность теплообмена (F) и расход охлаждающей воды (G). Расход горячего продукта G = 15000 кг/ч, его теплоемкость С = 3430 Дж/кг·град (0,8 ккал·кг·град). Охлаждающая вода имеет следующие значения: теплоемкость с = 4080 Дж/кг·град (1 ккал·кг·град), коэффициент теплопередачи k = 290 Вт/м 2 ·град (250 ккал/м 2 *град).
Решение: Используя уравнение теплового баланса, получим выражение для определения теплового потока при нагревании холодного теплоносителя:
Q = Q гт = Q хт
откуда: Q = Q гт = GC (t 1н - t 1к) = (15000/3600)·3430·(95 - 50) = 643125 Вт
Принимая t 2к = 40°C, найдем расход холодного теплоносителя:
G = Q/ c(t 2к - t 2н) = 643125/ 4080(40 - 20) = 7,9 кг/сек = 28 500 кг/ч
Требуемая поверхность теплообмена
при прямотоке:
F = Q/k·∆t ср = 643125/ 290·32,3 = 69 м 2
при противотоке:
F = Q/k·∆t ср = 643125/ 290·41,3 = 54 м 2
Задача 3
На производстве осуществляется транспорт газа по стальному трубопроводу наружным диаметром d 2 = 1500 мм, толщиной стенки δ 2 = 15 мм, теплопроводностью λ 2 = 55 Вт/м·град. Внутри трубопровод футерован шамотным кирпичом, толщина которого δ 1 = 85 мм, теплопроводность λ 1 = 0,91 Вт/м·град. Коэффициент теплоотдачи от газа к стенке α 1 = 12,7 Вт/м 2 ·град, от наружной поверхности стенки к воздуху α 2 = 17,3 Вт/м 2 ·град. Требуется найти коэффициент теплопередачи от газа к воздуху.
Решение: 1) Определим внутренний диаметр трубопровода:
d 1 = d 2 - 2·(δ 2 + δ 1) = 1500 - 2(15 + 85) = 1300 мм = 1,3 м
средний диаметр футеровки:
d 1 ср = 1300 + 85 = 1385 мм = 1,385 м
средний диаметр стенки трубопровода:
d 2 ср = 1500 - 15 = 1485 мм = 1,485 м
Рассчитаем коэффициент теплопередачи по формуле:
k = [(1/α 1)·(1/d 1) + (δ 1 /λ 1)·(1/d 1 ср)+(δ 2 /λ 2)·(1/d 2 ср)+(1/α 2)] -1 = [(1/12,7)·(1/1,3) + (0,085/0,91)·(1/1,385)+(0,015/55)·(1/1,485)+(1/17,3)] -1 = 5,4 Вт/м 2 ·град
Задача 4
В одноходовом кожухотрубчатом теплообменнике осуществляется подогрев метилового спирта водой с начальной температуры 20 до 45 °C. Поток воды охлаждается с температуры 100 до 45 °C. Трубный пучек теплообменника содержит 111 труб, диаметр одной трубы 25х2,5 мм. Скорость течения метилового спирта по трубкам 0,8 м/с (w). Коэффициент теплопередачи равен 400 Вт/м 2 ·град. Определить общую длину трубного пучка.
Определим среднюю разность температур теплоносителей как среднелогарифмическое.
∆t н ср = 95 - 45 = 50;
∆t к ср = 45 - 20 = 25
∆t ср = 45 + 20 / 2 = 32,5°C
Определим массовый расход метилового спирта.
G сп = n·0,785·d вн 2 ·w сп ·ρ сп = 111·0,785·0,02 2 ·0,8· = 21,8
ρ сп = 785 кг/ м 3 - плотность метилового спирта при 32,5°C найдена из справочной литературы.
Затем определим тепловой поток.
Q = G сп с сп (t к сп - t н сп) = 21,8·2520 (45 - 20) = 1,373·10 6 Вт
c сп = 2520 кг/ м 3 - теплоемкость метилового спирта при 32,5°C найдена из справочной литературы.
Определим требуемую поверхность теплообмена.
F = Q/ K∆t ср = 1,373·10 6 / (400·37,5) = 91,7 м 3
Вычислим общую длину трубного пучка по среднему диаметру труб.
L = F/ nπd ср = 91,7/ 111·3,14·0,0225 = 11,7 м.
Задача 5
Для нагрева потока 10-% раствора NaOH от температуры 40°C до 75°C используют пластинчатый теплообменный аппарат. Расход гидроксида натрия составляет 19000 кг/ч. В качестве нагревающего агента используется конденсат водяного пара, его расход составляет 16000 кг/ч, начальная температура 95°C. Принять коэффициент теплообмена равный 1400 Вт/м 2 ·град. Необходимо произвести расчет основных параметров пластинчатого теплообменного аппарата.
Решение: Найдем количество передаваемого тепла.
Q = G р с р (t к р - t н р) = 19000/3600 · 3860 (75 - 40) = 713 028 Вт
Из уравнения теплового баланса определим конечную температуру конденсата.
t к х = (Q·3600/G к с к) - 95 = (713028·3600)/(16000·4190) - 95 = 56,7°C
с р,к - теплоемкость раствора и конденсата найдены из справочных материалов.
Определение средних температур теплоносителей.
∆t н ср = 95 - 75 = 20;
∆t к ср = 56,7 - 40 = 16,7
∆t ср = 20 + 16,7 / 2 = 18,4°C
Определим сечение каналов, для расчета примем массовую скорость конденсата W к = 1500 кг/м 2 ·сек.
S = G/W = 16000/3600·1500 = 0,003 м 2
Принимая ширину канала b = 6 мм, найдем ширину спирали.
B = S/b = 0,003/ 0,006 = 0,5 м
Произведем уточнение сечения канала
S = B·b = 0,58·0,006 = 0,0035 м 2
и массовой скорости потоков
W р = G р /S = 19000/ 3600·0,0035 = 1508 кг/ м 3 ·сек
W к = G к /S = 16000/ 3600·0,0035 = 1270 кг/ м 3 ·сек
Определение поверхности теплообмена спирального теплообменника осуществляется следующим образом.
F = Q/K∆t ср = 713028/ (1400·18,4) = 27,7 м 2
Определим рабочую длину спирали
L = F/2B = 27,7/(2·0,58) = 23,8 м
t = b + δ = 6 + 5 = 11 мм
Для вычисления числа витков каждой спирали необходимо принять начальный диаметр спирали исходя из рекомендаций d = 200 мм.
N = (√(2L/πt)+x 2) - x = (√(2·23,8/3,14·0,011)+8,6 2) - 8,6 = 29,5
где х = 0,5 (d/t - 1) = 0,5 (200/11 - 1) = 8,6
Наружный диаметр спирали определяется следующим образом.
D = d + 2Nt + δ = 200 + 2·29,5·11 + 5 = 860 мм.
Задача 6
Определить гидравлическое сопротивление теплоносителей создаваемое в четырехходовом пластинчатом теплообменном аппарате с длиной каналов 0,9 м и эквивалентным диаметром 7,5 ·10 -3 при охлаждении бутилового спирта водой. Бутиловый спирт имеет следующие характеристики расход G = 2,5 кг/с, скорость движения W = 0,240 м/с и плотность ρ = 776 кг/м 3 (Критерий Рейнольдса Re = 1573 > 50). Охлаждающая вода имеет следующие характеристики расход G = 5 кг/с, скорость движения W = 0,175 м/с и плотность ρ = 995 кг/м 3 (Критерий Рейнольдса Re = 3101 > 50).
Решение: Определим коэффициент местного гидравлического сопротивления.
ζ бс = 15/Re 0,25 = 15/1573 0,25 = 2,38
ζ в = 15/Re 0,25 = 15/3101 0,25 = 2,01
Уточним скорость движения спирта и воды в штуцерах (примем d шт = 0,3м)
W шт = G бс /ρ бс 0,785d шт 2 = 2,5/776 ·0,785·0,3 2 = 0,05 м/с менее 2 м/с поэтому можно не учитывать.
W шт = G в /ρ в 0,785d шт 2 = 5/995 ·0,785·0,3 2 = 0,07 м/с менее 2 м/с поэтому можно не учитывать.
Определим значение гидравлического сопротивления для бутилового спирта и охлаждающей воды.
∆Р бс = хζ·(l /d ) · (ρ бс w 2 /2) = (4·2,38·0,9/ 0,0075)·(776·0,240 2 /2) = 25532 Па
∆Р в = хζ·(l /d ) · (ρ в w 2 /2) = (4·2,01·0,9/ 0,0075)·(995·0,175 2 /2) = 14699 Па.