1.9. Розрахунок процесу теплообміну в теплообмінному апараті( друге наближення )

Для другого наближення приймаємо:

При температурі поверхні стінки визначаємо число Прандля гарячого теплоносія:

=21.7896.

Для другого наближення число Нусельта за формулою (14):

Коефіцієнт тепловіддачі від гарячого до внутрішньої поверхні труби (15):

При температурі поверхні стінки визначаємо число Прандля холодного теплоносія:

Тоді, за формулою (19):

Коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої поверхні трубки до холодного теплоносія за формулою (21) буде рівним:

Приймаємо в якості матеріалу трубки - сталь.

Для даного сплаву .

Тоді за формулою (22) отримаємо:

.

Температура внутрішньої поверхні стінки трубки за формулою (23) буде рівна :

Температура зовнішньої поверхні стінки труби буде за формулою (26) рівна :

Порівняємо отримані значення температур стінок з прийнятими :

Умова підтверджується.

Умова підтверджується.

1.10. Розрахунок довжини теплообмінного апарату

Загальна довжина теплообмінного апарату знаходиться за формулою:

(28)

де -коефіцієнт теплопередачі, ;

- середній логарифмічний температурний напір для заданої схеми руху теплоносіїв, .

При протитоці:

(29)

де , - більше і менше значення температурного напору , .

= 109

= 90 .

Рис 1.2. Схема до визначення середнього логарифмічного температурного напору

Довжина однієї трубки теплообмінного апарату:

(30)

Площа поверхні теплообміну визначається за формулою :

(31)

де - середній діаметр трубки, м.

, (32)

,

2. Розрахунок теплотраси

Гаряча та холодна гілка теплотраси виконана в наземному виконанні.

Рис 2.1. Поперечний переріз теплотраси.

1-шар ізоляції; 2- труба; – зовнішній діаметр труби; - внутрішній діаметр труби; - діаметр шару ізоляції.

2.1. Розрахунок гарячої гілки теплотраси

2.1.1. Розрахунок діаметру трубопроводу

З рівняння нерозривності потоку внутрішній діаметр трубопроводу рівний:

(33)

де - масова витрата гарячого теплоносія, кг/с,

- густина гарячого теплоносія при температурі на вході в теплообмінний апарат, кг / , [1, табл.2, ст.26];

- швидкість руху гарячого теплоносія, м/с.

Приймаємо швидкість руху гарячого теплоносія в трубі рівною .

,

Округлюємо отримані значення діаметру до стандартного значення, згідно ГОСТ 9617-79.

Приймаємо = 0.804 м; = 0,82 м; = 0,008 м.

Знаходимо діаметр шару ізоляції труби:

d_із =d_зов+2δ_із, (34)

де δ - товщина шару ізоляції теплотраси, м.

d_із =0,82+2 0,13 = 1.08м.

Фактична швидкість руху гарячого теплоносія всередині труби:

ω₁^ф = , (35)

ω₁^ф = .