
Тепловой расчёт
Количество тепла, передаваемого в единицу времени:
Расход охлаждающей воды:
Средний температурный напор:
Схема потоков:
Первое приближение:
Рациональная скорость движения кислоты в каналах теплообменника:
Для ориентировочного
расчёта скорости W1
движение кислоты в каналах между
пластинами принимаем коэффициент
теплоотдачи со стороны хода кислоты
(с
учетом термического сопротивления от
загрязнений, которые по стороне кислоты
весьма незначительны).
где
и
- теплопроводность и толщина слоя
загрязнений на стенке со стороны хода
кислоты
,
где
- коэффициент общего гидравлического
сопротивления единицы относительной
длины извилистого щелевидного канала,
безразмерный. Тогда:
5. Критерий Рейнольдса:
6. Проверим принятое значение коэффициента общего гидравлического сопротивления:
,
что достаточно близко к принятой величине
7. Критерий Прандтля Pr1 и Prст :
При
:
;
;
;
8. Критерий Нуссельта:
9. Коэффициент теплоотдачи от кислоты к стенке:
10. Рациональная скорость движения воды в каналах теплообменника:
для ориентировочного
расчёта скорости W2
принимаем
,
(с учетом термического сопротивления
от загрязнений)
где
и
- теплопроводность и толщина слоя
загрязнений со стороны хода воды
(средняя)
,
тогда:
11. Критерий Рейнольдса:
12. Проверим принятое значение коэффициента общего гидравлического сопротивления:
,
что достаточно близко к принятой величине
13. Значение критериев Прандтля и Pr2 и Prст для воды при:
14. Критерий Нуссельта:
15. Коэффициент теплоотдачи от стенке к воде:
16. Термическое сопротивление стенки пластины и загрязнений на ней:
термическое сопротивление загрязнений на стенке со стороны хода фосфорной кислоты:
- термическое
сопротивление загрязнений на стенке
со стороны хода фосфорной кислоты;
- термическое
сопротивление стенки из стали 12Х18Н10Т
при ее толщине
;
- термическое
сопротивление загрязнений на стенке
со стороны хода воды.
17. Коэффициент теплопередачи при выбранных выше скоростях для кислоты и воды:
18.
Поверхность теплообмена:
Принимаем ближайшую
стандартную поверхность теплообмена
Конструктивный расчёт
1. Площадь поперечного сечения пакета:
по стороне хода
кислоты
по стороне хода
кислоты
2. Количество каналов в одном пакете:
для кислоты
,
принимаем
для воды
,
принимаем
3. Число пластин в одном пакете:
для кислоты
для воды
4. Поверхность теплообмена одного пакета:
для кислоты
для воды
5. Количество пакетов в аппарате:
по стороне хода
кислоты
,
принимаем
по стороне хода
кислоты
,
принимаем
6. Число пластин в аппарате:
7. Схема компоновки пластин в аппарате при X=2:
Второе приближение:
8. Фактическая площадь поперечного сечения пакетов для принятого аппарата:
9. Фактическая скорость движение кислоты и воды в каналах:
Проверим величину выбранной поверхности теплообмена при фактических скоростях рабочих сред.
Критерий Рейнольдса:
Критерий Нуссельта:
Коэффициент
теплоотдачи:
Коэффициент теплопередачи:
Поверхность
теплообмена:
Выбранная поверхность теплообмена F=63м2 и схема компоновки удовлетворяют заданным исходным условиям.