9.2. Коэффициент теплоотдачи.

9.2.1. Коэффициент теплоотдачи для воздуха.

[1, стр. 184]

где - коэффициент теплопроводности воздуха,

[1, стр. 572];

- критерий Нуссельта;

d - внутренний диаметр трубопровода.

Для переходного режима пользуются графиком [1, стр. 188]:

где - критерий Прандтля. Приближенное рекомендованное значение для воздуха 0,72 [1, стр. 187],а для газов.

9.2.2. Коэффициент теплоотдачи греющего пара.

При пленочной конденсации пара на наружной поверхности одиночной горизонтальной трубы:

[1, стр. 199]

где - коэффициент теплоотдачи для одиночной горизонтальной трубы, ;

- плотность конденсата греющего пара, ;

- коэффициент теплопроводности конденсата греющего пара, ;

- динамические коэффициент вязкости конденсата греющего пара, ;

- теплота конденсации, ;

- наружный диаметр трубы, ;

- разность температур .

Пусть .

Значение теплоты конденсации берут при температуре конденсации пара :

[1, стр. 591],

а значения , , - при средней температуре пленки конденсата:

[1, стр. 578]

В пучке горизонтальных труб на нижних трубах слой конденсата увеличивается за счет конденсата, стекающих с труб, расположенных выше. Это приводит к снижению коэффициента теплоотдачи для нижних рядов. Ориентировочно можно определить средний для всего пучка коэффициент теплоотдачи в зависимости от числа труб:

[1, стр. 201]

где - усредненный для всего пучка коэффициент, зависящий от расположения труб в пучке и их числа.

Т.к. число труб п=100, можно принять [3, стр. 23].

Для уточнения коэффициента теплоотдачи греющего пара используют метод последовательных приближений. Для этого при расчете решают систему уравнений:

[2, стр. 52]

где - коэффициент теплопроводности стенки (поверхности теплообмена – трубы), ;

[1, стр. 571];

- толщина стенки, ,

;

- тепловые потоки от греющего пара к стенке и от стенки к воздуху соответственно, .

Если при расчете они сильно отличаются, задаются другим значением температуры стенки и расчет повторяют. Так делают до тех пор, пока расхождение в значениях тепловых потоков составит не более 5%.

сильно отличаются, поэтому необходимо выбрать другое значение . Пусть .

Определяющая температура для удельной теплоты конденсации пара не изменилась, а для , , изменилась очень незначительно, этим изменением можно пренебречь:

Значения сильно отличаются, необходимо выбрать другую температуру . Пусть .

Значения по-прежнему сильно отличаются. Для определения строят график , и находят точку их пересечения.

Рис. 3. График зависимости

, .

Про графику .

Проводят проверочный расчет, чтобы убедиться в правильности определения :

Средний тепловой поток:

Расхождение меньше 5%, следовательно, принята правильно.

Уточненный коэффициент теплопередачи:

Площадь теплообмена:

Запас по выбранному теплообменнику:

Запас по выбранному теплообменнику укладывается в интервал 15-20%, т.е. теплообменник подобран верно.