КОМПАНОВКА ЗМЕЕВИКОВ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВА
4.1. Основные параметры змеевиковой поверхности.
Змеевиковая поверхность нагрева образуется путем последовательной один на другой навивки слоев, образуемых одной или несколькими параллельно и одновременно навиваемыми трубками. Каждый слой навивки состоит из одинаковых по размеру трубок, изогнутых по винтовой линии с одинаковыми шагом навивки и в целом образующих цилиндрическую поверхность (см. рис. 3).
Рис. 3 цилиндрическая змеевиковая поверхность нагрева.
Из таких цилиндрических поверхностей, имеющих различные диаметры и расположенных концентрически относительно друг друга, образуется змеевиковая поверхность нагрева.
Основные характеристики змеевиковой поверхности нагрева представлены на рис.4
Рис.4 Основные геометрические параметры змеевиковой поверхности нагрева
В расчет принимаем следующие обозначения:
| d | наружный диаметр трубки |
| z | число слоев навивки |
| Di | средний диаметр i-го слоя навивки |
| ni | количество параллельных трубок в i-го слое навивки |
| D1 | средний диаметр i-го слоя навивки |
| Dвн | внутренний диаметр слоя проточной части |
| S1 | шаг между слоями навивки |
| S2 | шаг между смежными трубками в слое навивки |
| h | высота поверхности нагрева |
| Dср | средний диаметр поверхности нагрева |
4.2. Выбор материалов и конструктивных размеров.
Для расчет змеевиковой поверхности теплообмена выбираем материал и размеры трубок, образующих эту поверхность. Размер труб принимаем из данных, приведенных в приложении 4 [4].
| № п/п | Наименование величины | Обозна-чение | Размер-ность | Формула или источник | Числовое Значение |
| Наружный диаметр трубки | d | М | Выбирается | 0.018 | |
| Толщина стенки трубки | dст | М | Выбирается | 0.002 | |
| Внутренний диаметр трубки | dвн | М | d-2dст | 0.014 | |
| Площадь проходного сечения | fnp | м2 | 0,785 dвн2 | 1.5386*10-4 | |
| Скорость питательной воды в трубке | Wпв | м/с | Принимаем 0,4……0,6 | 0.6 | |
| Проходное сечение ПГ по питательной воде | Fпг | м2 | 
| 0.028 | |
| Число трубок ПГ | nтр | шт. | Fпг / fnp | ||
| Шаг между слоями навивки | S1 | М | d+(0.002…..0.004) | 0.02 | |
| Шаг между трубками в слое навивки | S2 | М | d+(0.001…..0.002) | 0.02 | |
| Скорость теплоносителя в межтрубном пространстве | WTH | м/с | Принимаем в диапазоне 4……….6 | 5.73 | |
| Коэффициент | y | - | 
| ||
| Количество слоев навивки | z | шт. | 
| ||
| Диаметр первого слоя навивки | D1 | М | D1³(10….12)d | 0.22 | |
| Диаметр последнего слоя навивки | Dz | М | D1+2(z-1)S1 | 1.34 | |
| Внутренний диаметр проточной части | Dвн | М | 
| 0.201 | |
| Наружный диаметр проточной части | D | М | 
| 1.359 | |
| Количество параллельных трубок в среднем слое | ncp | шт. | 
| ||
| Средний диаметр навивки | Dcp | м2 | 
| 0.78 | |
| Минимальное проходное сечение межтрубного пространства | FТпр | м2 |
| 0.158 |
4.3. Распределение трубок по слоям навивки.
Общее число параллельных трубок ПГ распределяется по слоям навивки с учетом ряда условий. Первое из них имеет вид:
Число трубок, образующих слой навивки, принимается таким образом, чтобы длины всех параллельных трубок, образующих ПГ были одинаковы, так как при этом обеспечивается равномерное распределение рабочей среды по всем трубкам. Второе условие выполняется если число трубок в i – слое навивки определять по отношению:
Т.е. количество трубок в слое навивки возрастает по мере увеличения диаметра навивки. В каждом слое количество трубок будет равно ni и отлично от количества трубок в других слоях. Однако, поскольку количество трубок в слое навивки конкретного i-го змеевика должно быть равно целому числу и в целях упрощения технологии изготовления общее количество змеевиков z разделяется на группы в каждой из которых будет по 3-4 смежных змеевика, имеющих одинаковое количество параллельных трубок. Эту процедуру будем выполнять в табличной форме, где ni вычисляется по формуле:
