Средняя температура стенки

t_ст = (t_н+t)/2 = (142,9+83,4)/2=113,15⁰C.

6.4.Режим течения пленки конденсата определяется по приведенной (к вертикальной) длине трубки [1].

L=md_н∆t_пА_1,

где ∆t_п- температурный напор между паром и стенкой трубки

∆t_п = t_н - _-t_ст = 142,9 – 113,15 = 29,75⁰С;

d_н=16мм-наружный диаметр трубки;

А₁=(g/ν²)^1/3*λ/(rνγ)[1/м*К] - комплекс физических свойств воды на линии насыщения. Для определения коэффициента А₁ используем расчеты, сведенные в таблицу №3 (см. Приложение). При температуре конденсации водяного пара t_н=142,9⁰С значение коэффициента А₁=97,9.

Приведенная вертикальная длина трубки

L=12*0,016*29,75*97,9=562

Приведенная к вертикальной длина труб меньше критического значения l_кр=3900, при котором на горизонтальных трубках возникает турбулентное течение пленки конденсата

Режим течения ламинарный и коэффициент теплоотдачи от конденсата к стенке трубки определяется зависимостью [1]

α_п=А₂/⁴√md_н(t_н-t_ст)

А₂ определяем по таблице №3 (см. Приложение). А₂=8243.

альфа_п=8243/⁴√12*0,016*29,75

= 5332ккал/м^2*ч*K = 6204Вт/м²K

7. Определяем коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к нагреваемой воде.

Режим течения определяется числом Рейнольдса.

Re =W_т*d_вн/ν,

где:

ν – кинематический коэффициент вязкости воды (таблица №1, Приложение).

При средней температуре воды t=83,4⁰С (определена выше по среднелогарифмическому напору) кинематический коэффициент вязкости воды равен ν = 0,353*10^-6м²/c;

d_вн- внутренний диаметр трубок;

W_т = 1м/c –скорость воды в трубках (задана).

Re=1*0,014/0,353* 10^-6= 39660

Режим турбулентный.

Коэффициент теплоотдачи от нагреваемой воды к стенкам трубок при турбулентном течении определяем по зависимости [1]

альфа_в=A₅W^0,8/d_вн^0,2,

где:

А₅=2656-коэффициент при турбулентном течении воды при её средней температуре t=83,4⁰C (определяется по таблице №3, Приложение).

Тогда,

α_в=2656*1^0,8/0,014^0,2= 6237ккал/м²часК = 7258Вт/м²К

8. Рассчитываем коэффициент теплопередачи от пара к воде, как при теплопередаче через плоскую стенку (т.к. толщина стенки трубки мала по сравнению с её радиусом).

К=1/(1/альфа_п + δ /λ + δ ₃/λ₃ + 1/альфа_в)

δ = 1мм = 0,001м-толщина трубок;

λ = 105Вт/мК - коэффициент теплопроводности латунной трубки;

δ₃/λ₃ = 0,0013м²К/Вт - термическое сопротивление загрязнений на трубке (задано)

К = 1 /[1/6204+0,0014/105+0,00013 + 1/7258] =

= 1/[1,612*10^-4+0,095*10^-4+1,3*10^-4+1,378*10^-4] =

= 2281Вт/м²К = 1960 ккал/м²часК

9. Уточненное значение температуры стенок трубок

t_cт=[t_н α_п+t_в α_в]/(α_п+ α_в) =

= (142,9*6204+83,4*7258)/(6204+7258) =

= 65,905+44,96=111⁰C

где t_в – средняя температура нагреваемой воды (определена выше).

Ранее была в первом приближении определена температура стенки 113,15⁰С. Уточненное значение мало отличается от полученного ранее и расчет не повторяем.

10. Определяем необходимую поверхность теплообмена.

Из уравнения теплопередачи

F=Q/(к ∆t) = 1,1636*10⁶/(2281*59,5) = 8,57м²

11. По полученной поверхности теплообмена и по выбранной латунной трубке d14./d16мм выбираем пароводяной подогреватель горизонтального типа конструкции Я.С.Лаздана. (Рис.1 и Таблица №4, Приложение).

Поверхность теплообмена F=10,4м²; число ходов z=2, число трубок 172, каждая из трубок длиной 1200мм; площадь проходного сечения по воде f=0,0132м²; число рядов трубок, приведенное по вертикали m=12; число корпусов - 3. Основные размеры теплообменника привести на чертеже.

Проверяем, действительно ли выбранный т.о. имеет трубки d14/d16мм.

F=10,4м²=πd_нnℓ - наружная поверхность трубок;

d_н=F/ πnℓ=10,4/(π*172*1,2) = 0,01604м ≈ 16мм.

f = 0,0132м²= (πd_вн²/4)*(n/z) - внутренняя поверхность трубок;

d_вн=√4fz/nπ =2√0,0132*2/(172* π) = 0,1398м = 14мм.

Трубки у выбранного теплообменника такие же, как и выбранные в расчете; расчет коэффициента теплопередачи повторять нет необходимости. Длина хода воды равна L=ℓ*z=1200*2=2400мм.

12. Эскизный проект рассчитанного теплообменного аппарата привести на чертеже, используя рис.1 и таблицу№4 (Приложение).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: