ГОСТ ISO 13706— 2011
С.5 Расчеты температуры стенок труб
С.5.1 Общие положения
С.5.1.1 Необходимость приспособления воэдухоохлаждаемых теплообменников к эксплуатации в зимних
условиях зависит от температуры стенок труб, которая, в свою очередь, зависит от температуры входного воздуха и
критической температуры технологической среды. Для точного прогнозирования температуры стенок труб сле дует
учитывать тип конструкции, рабочие режимы, а также режим потока среды.
С.5.1.2 В трубных пучках воздухоохлаждаемого противоточного теплообменника с перекрестным потоком
наихудшие условия обычно имеют место на выходе нижнего ряда труб. В этом месте воздух, который контактирует с
трубой, имеет самую низкую температуру, и среда на трубной стороне также имеет самую низкую из возможных
температур. Это обычно самое критическое место, но необходимо учитывать также и другие места. Вентиляторы с
осевым потоком не обеспечивают полностью равномерного распределения воздушного потока. Конструктор
должен добавить по крайней мере 20% к интенсивности теплопередачи на воздушной стороне, чтобы учесть
области с сильным потоком воздуха (см. коэффициент /а в С.5.2). Конструктор должен также обеспечить хорошев
распределение потока трубной стороны в трубном пучке.
Для расчета температуры стенок труб необходимо определить сопротивления на воздушной стороне и
трубной стороне в каждом рассматриваемом месте. Такую информацию можно получить у изготовителя оборудо
вания или из другого источника.
С.5.2 Условные обозначения
А — общая площадь наружной поверхности нижнего слоя труб, м2 (фут2);
А, — площадь наружной поверхности гладкой трубы на единицу длины, м2/м (фут2/фут);
А, — площадь поверхности ребер на единицу длины трубы. м2/м (фут2/фут);
А — площадь внутренней поверхности трубы на единицу длины. м2/м (фуА/фут):
<40 — площадь наружной поверхности оребренной трубы на единицу длины. м2/м (фут2/фут);
fa — коэффициент теплопередачи воздушной стороны для учета неравномерности распределения воз
душного потока (рекомендованное минимальное значение 1. 2):
г — локальное общее тепловое сопротивление, м2 -К/Вт ("F •фут2 •ч/БТЕ);
гс — локальное общее тепловое сопротивление в чистом состоянии, м2 - К/Вт (*F фут2 -ч/БТЕ):
гм — сопротивление воздушной стороны в загрязненном состоянии, м2 • К/Вт ("F •фут2 ч/БТЕ);
га{ — сопротивление трубной стороны в загрязненном состоянии, м2 К/Вт ("F •фут2 ч/БТЕ):
rfs — локальное сопротивление воздушном стороны, м2 К/Вт (*F -фут2 ч/БТЕ):
rtt — локальное сопротивление трубной стороны, м2 К/Вт (°F фут2 ч/БТЕ);
гт — общее сопротивление металла трубы, м2 ЮВт ("F фут2 ч/БТЕ);
rmf— сопротивление металла ребер, м2 •Ю’Вт ("F фут2 ч/БТЕ);
rmt — сопротивление металла трубы, основанное на площади внутренней поверхности трубы, м2 ЮВт
(’F фут2 ч/БТЕ).
П р и м е ч а н и е — Для точного расчета гт необходимо, чтобы сопротивление металла трубы было
основано на логарифмическом среднем площади поверхности трубы: однако сравнительно незначительная ошиб ка.
возникающая при использовании сопротивления металла трубы, основанного на площади внутренней по
верхности трубы, не оправдывает сложности расчетов с использованием логарифмического среднего площади
поверхности.
Тв— средняя температура массы среды на трубной стороне в месте, где нужно рассчитать температуру
стенки. *С (®F);
/8 — средняя температура массы воздуха в месте, где нужно рассчитать температуру стенки. "С (”F);
Tw— температура стенки трубы. *С ("F):
U — локальный общий коэффициент теплопередачи, относящийся к наружной поверхности. Вт/м2 ■К
(БТЕ/ч фут2 -*F);
б — эффективность ребра:
<>0— эффективность оребренной поверхности трубы.
С.5.3 Вычисления
С.5.3.1 Когда различные сопротивления определены, можно спрогнозировать температуру стенок, пропор
ционально распределив сопротивления относительно температуры на выходе или в других важных областях. Это
можно сделать с помощью следующих уравнений:
U = 11т;(С.1)
Г
= (г„+
ГЛ)
<А0/А,)+A.OVA)+<1/Фо)
{rjfa)*
г*.
(С.2)
С.5.3.2 Ребра не покрывают всю поверхность трубы, и поскольку можно считать, что открытая гладкая
поверхность трубы имеет эффективность 1,00. то эффективность оребренной поверхности трубы всегда выше, чем
одних только ребер. Таким образом.
«о=’-<А’Л>) <*-*)-
(С
.
З)
74