Подпрограмма 6
В этой подпрограмме рассчитываются коэффициенты теплоотдачи, удельные тепловые нагрузки и коэффициенты теплопередачи.
Коэффициент теплопередачи
где
–коэффициент
теплоотдачи от конденсирующегося пара
к внешней стенке трубки;
–суммарное
термическое сопротивление стенки трубки
и накипи;
–коэффициент
теплоотдачи от внутренней стенки трубки
к кипящему раствору.
В
качестве материала греющих трубок
выбираем сталь 20 .Ее коэффициент
теплопроводности 
.
Толщину
накипи принимаем 
,
а ее коэффициент теплопроводности 
.
Коэффициент
теплоотдачи 
рассчитываем по формуле
Значения
коэффициента 
для конденсата пара в зависимости от
температуры конденсации пара находим
по таблице 6 [3,253].
№
Температура
кон-
денсации
пара,
I 158.76 7486
II 136.41 7388
III 110.41 7106
1)
Коэффициент 
для 1-го корпуса рассчитываем методом
последовательных приближений, принимая
разность значений температур конденсации
пара и стенки 
.
1
приближение:
Удельная тепловая нагрузка аппарата (удельный тепловой по-ток) для установившегося процесса теплопередачи может быть рассчитана по формуле
Определив
находим перепад температур стенки греющей трубки
а затем разность между температурами стенки трубки и кипящего раствора
Далее
определяем коэффициент теплоотдачи 
от стенки грею-щей трубки к кипящему
раствору
Физические свойства кипящих растворов NaOH и их паров:
Параметр I корпус II корпус III корпус
Находим
и
сравниваем тепловые потоки 
и
Так
как 
, то задаем новое значение 
и повторяем вы-шеуказанные расчеты.
2
приближение:
Очевидно,
что 
.
Для
расчета в третьем приближении строим
графическую зависимость удельной
тепловой нагрузки q
от разности
температур между паром и стенкой в
первом корпусе и определяем
.Получим:
Как
видим, 
.
Так
как расхождение между тепловыми
нагрузками не превышает 5 % , то расчет
коэффициентов 
и
на этом заканчиваем. Находим
:
Аналогичный расчет проводим для II-го и III-го корпусов.
2)
1 приближение:
2
приближение:
3) 1 приближение:
2 приближение:
Таблица 6
|
№ |
Наименование |
Обозначения |
Корпус | ||
|
I |
II |
III | |||
|
1 |
Коэффициент теплопроводности раствора, |
|
0.587 |
0.579 |
0.563 |
|
2 1371 1138 1055 | |||||
|
3Плотность раствора, 0.105 0.078 0.069 | |||||
|
4Поверхностное натяжение раствора, |
Коэффициент динамической вязкости раствора, |
|
|
|
|
|
5 |
Теплоемкость раствора, Дж/(кг ) |
|
3823 |
3729 |
3486 |
|
6 |
Плотность вторичного пара, |
|
2.561 |
1.585 |
0.707 |
|
7 |
Удельная теплота парообразования, Дж/кг |
|
|
|
|
|
8 |
Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке, |
|
10974 |
10348 |
9953 |
|
9 |
Коэффициент теплоотдачи от стенки к раствору, |
|
1415 |
1259 |
797 |
|
10 |
Удельный тепловой поток, |
|
8231 |
9313 |
8958 |
|
11 |
Коэффициент, |
|
7486 |
7388 |
7106 |
|
12 |
Длина греющих трубок, м |
|
5 | ||
|
13 |
Толщина стенки греющей трубки, м |
|
0.002 | ||
|
14 |
Коэффициент теплопроводности стенки, |
|
46.5 | ||
|
15 |
Коэффициент теплопроводнос-ти накипи, |
|
2.5 | ||
|
16 |
Коэффициент теплопередачи, |
К |
961 |
882 |
626 |
|
17 |
Разность температур конденсации пара и стенки трубки, |
|
0.75 |
0.9 |
0.9 |
|
18 |
Разность между температурой трубки и кипящим раствором, |
|
5.75 |
7.47 |
11.09 |
|
19 |
Перепад температур на стенке греющей трубки, |
|
2 |
2.26 |
2.18 |