2.2 Определение средней движущей силы процесса теплообмена

Движущей силой теплопередачи является средняя разность темпера­тур между горячим (греющий пар) и холодным (нагреваемая жидкость) те­плоносителями. В общем случае средняя движущая сила определяется как среднелогарифмическая разность по формуле

, (8)

где =t_s–t_2H - большая разность температур на входе в теплообменник;

t_м=t_s–t_2к-меньшая разность температур на выходе из теплообменника;

t_s - температура греющего пара, °С; определяется по его давлению Р из таблиц водяного пара. На рисунке № приведен график изменения температур теплоносителей t вдоль поверхности теплообмена F.

Рисунок 4 - График изменения температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена.

При соблюдении условия < 2, движущая сила теплопередачи рассчитывается приближенно как среднеарифметическая разность температур:

t_cp = , (9)

Лист 11

2.3 Расчет коэффициента теплоотдачи от стенки трубок к нагреваемой жидкости.

При вынужденном движении жидкости в трубах расчет коэффициен­тов теплоотдачи от стенки труб к нагреваемой жидкости α₂ практически одинаков как для вертикальных, так и для горизонтальных кожухотрубчатых теплообменников.

Все свойства нагреваемой жидкости, входящие в критериальные уравнения для расчета коэффициента теплоотдачи от стенки к жидкости α₂, определяются для средней температуры нагреваемой жидкости t_2cp, рассчитанной выше по уравнению (2).

Значение критерия Рейнольдса определяется по формуле

Re= , (10)

где v₂ - коэффициент кинематической вязкости жидкости, м²/с;

рассчитывается через коэффициент динамической вязкости ₂,Па с,

по формуле:

v₂= , (11)

Вид критериального уравнения для расчета коэффициента теплоотдачи от стенки труб к жидкости зависит от режима течения жидкости, который определяется значением критерия Рейнольдса.

Для ламинарного движения жидкости в трубах (Re < 2300)

Nu₂= (12)

где Nu₂ – критерий Нуссельта;

Pe = – критерий Пекле;

l – длина трубы,м.

Для турбулентного движения жидкости в трубах (Re>2300)

Nu₂ = (13)

где f – коэффициент сопротивления трения, рассчитывается по

формуле

Лист 12

f = (1,82·lgRe-1,64)^-2=(1,82*4,37-1,64)^-2=0,025 (14)

Pr₂ – критерий Прандтля для жидкости, рассчитывается по формуле

Pr₂ = , (15)

где a₂ – коэффициент температуропроводности нагреваемой жидкости,м/с²

a₂ = (16)

λ₂ – коэффициент теплопроводности жидкости, Вт/(м²·К);

С₂ – удельная теплоемкость жидкости, Дж/(кг·К).

Коэффициент теплоотдачи от стенки к жидкости α₂, Вт/м²·К, определяется по критерию Нуссельта:

α₂ = . (17)