Второе приближение.

Принимаем площадь поверхности теплообмена F_ор = 5 м².

Величина удельной тепловой нагрузки, Вт/м²:

(3.23)

Число Рейнольдса для пленки конденсата:

(3.24)

Критерий Нуссельта для конденсата:

(3.25)

Коэффициент теплоотдачи от пленки конденсата к стенке, Вт/(м²·°С):

(3.26)

Коэффициент теплопередачи в аппарате, Вт/( м²·°С):

(3.27)

Площадь поверхности теплопередачи в первом приближении, м²:

(3.28)

Полученное значение F отличается от F_ор не более чем на 5 %, поэтому оставляем принятое значение.

3. Компоновочный расчет и уточнение рабочей поверхности теплообменного аппарата

Площади поперечного сечение пакетов теплообменника со стороны воды находят по формуле, м²:

(3.29)

где V_в – объемный расход воды, м³/с.

Число каналов в одном пакете для воды:

, (3.30)

где - площадь поперечного сечения одного канала, м².

Поверхность теплообмена одного пакета, м²:

, (3.31)

где - площадь поверхности теплообмена одной пластины, м²; - число пластин в пакете.

Число пакетов теплообменника со стороны воды:

(3.32)

Так как число пакетов не может быть дробным числом, то необходимо рассмотреть два варианта компоновки пакетов: в первом варианте ; во втором .

Первый вариант: .

Общее число пластин в аппарате:

, (3.33)

тогда число каналов в аппарате .

Выбираем компоновочную схему .

При этом фактическая площадь поперечного сечения пакета со стороны воды:

(3.34)

Фактическая скорость движения воды в каналах, м/с:

(3.35)

При этих условиях определяем параметры:

; (3.36)

; (3.37)

Вт/( м²·°С); (3.38)

Вт/( м²·°С); (3.39)

› 5 м². (3.40)

Из расчета видно, что общая рабочая поверхность аппарата увеличилась вследствие уменьшения скорости воды.

Общее гидравлическое сопротивление подогревателя со стороны воды, Па:

, (3.41)

где - коэффициент общего гидравлического сопротивления со стороны воды.

Сопоставление с располагаемым напором кПа показывает, что напор не используется в ущерб процессу теплоотдачи.

Второй вариант:

Выбираем компоновочную схему .

При этом фактическая площадь поперечного сечения пакета со стороны воды:

(3.42)

Фактическая скорость движения воды в каналах, м/с:

(3.43)

При этих условиях определяем параметры:

; (3.44)

; (3.45)

Вт/( м²·°С), (3.46)

Вт/( м²·°С); (3.47)

› 5 м². (3.48)

Из расчета видно, что общая рабочая поверхность аппарата уменьшилась вследствие увеличения скорости воды.

Общее гидравлическое сопротивление подогревателя со стороны воды, Па:

, (3.49)

где - коэффициент общего гидравлического сопротивления со стороны воды.

Сопоставление с располагаемым напором кПа показывает, что напор не используется в ущерб процессу теплоотдачи.

В качестве рабочей схемы выбираем вариант 1. К установке принимаем пластинчатый теплообменник ПТ-Р-0,3-5-1К, с поверхностью теплообмена и со схемой компоновки пластин .

3.4. Гидромеханический расчет подогревателя

Площадь проходного сечения присоединяемых штуцеров диаметром мм.

м². (3.50)

Скорость движения воды в штуцере, м/с:

. (3.51)

Так как › , то принимаем потери давления на местное сопротивление .

Потери давления в штуцере, Па:

. (3.52)

Общее сопротивление теплообменного аппарата со стороны воды составит, Па:

. (3.53)

Мощность, необходимая для преодоления потерь давления при прокачивании воды через теплообменник, Вт:

, (3.54)

где - КПД насоса, определяется характеристиками V и .