2.4 Расчет коэффициента теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке и коэффициента теплопередачи от пара к нагреваем мой жидкости.

Все значения свойств, входящих в критериальные уравнения для расчета коэффициента теплоотдачи от конденсирующегося греющего пара к стенке труб α₁, Вт/м²·К, относятся к конденсату греющего пара и определяются по таблицам воды на линии насыщения при температуре конденсации пара t_s.

Для конденсирующегося пара на горизонтальных трубах

Nu₁= 0,72ξ·(Ga·Pr₁·Ku)^0,25=0,72*0,62(20,68*10⁸*1,6*525,1)^0,25=51,2, (18)

где Nu₁ – критерий Нуссельта:

Nu₁ , отсюда α₁ = , (19)

ξ- коэффициент, учитывающий компоновку труб в горизонтальном пучке, определяется из таблицы 1 или рассчитывается по формуле

ξ = , (20)

где n - общее число труб в горизонтальном пучке;

m - число вертикальных рядов труб в пучке;

Лист 13

Ga - критерии Галилея:

Ga = , (21)

где g - ускорение силы тяжести, м/с², g=9,8 м/с²;

d_н - наружный диаметр труб, м, d_н = 0,025 м;

Pr₁ = = - критерии Прандтля для конденсата;

Ku - критерий конденсации:

Ku = (22)

где r - удельная теплота конденсации (парообразования), Дж/кг;

С₁ - удельная теплоемкость конденсата греющего пара, Дж/кг·К;

∆t₁ - движущая сила теплоотдачи от пара к стенке, °С; это разность между температурой конденсирующегося пара t_s и температурой стенки t_ст1 со стороны пара. Однако температура стенки со стороны пара t_cm1 является неизвестной величиной, как и опреде­ляемый коэффициент теплоотдачи α₁.

Эта задача решается методом последовательных приближений

(итерационным) по следующему алгоритму.

1.Задается приближенное значение величины ∆t₁ : ∆t₁ = 0,2·∆t_cp;

∆t₁ =10℃

2.Рассчитывается приближенное значение критерия Nu_l по выражению (18).

3.Рассчитывается приближенное значение коэффициента теплоотда­чи от пара к стенке α₁ по выражению (23).

Из выражений (18),(19) и (22)

α₁ = .

Выражение в скобках в ходе итераций не изменяется и его значение А=14000 вычисляется заранее. Тогда

α₁ = A· . (23)

Лист 14

4. Находится приближенное значение коэффициента теплопередачи К от пара к жидкости по выражению (24).

Коэффициент теплопередачи К, Вт/м²·К рассчитывается из уравнения аддитивности термических сопротивлений:

K = , (24)

где и - толщина стенки труб и слоя загрязнений (накипи), м;

= 0,0025 м (2,5 мм), принимаем = 0,001 м (1 мм - суммарная толщина слоя накипи с обеих сторон трубы);

и - коэффициент теплопроводности материала стенки и наки­пи, Вт/(м·К); для стали углеродистой = 45,

нержавеющей =17, котельной накипи = 1,2 - 3,5.

5. Из выражения равенства тепловых потоков K∆t_cp == ∆t₁ находится

уточненное значение движущей силы теплоотдачи от пара к стенке ∆tʹ₁:

∆tʹ₁ = . (25)

6. Определяется погрешность расчета А движущей силы теплоотда­чи от пара к стенке по формуле

∆ = . (26)

Если ∆ 2%, то расчет закончен и переходим к п.7.

Если ∆ 2%, то, повторяется п.2-6 для ∆tʹ₁ и так до тех пор, пока не станет справедливым выражение ∆ 2%.

7. За истинные значения коэффициентов теплоотдачи от пара к стенке и теплопередачи от пара к жидкости К принимаются те, при которых ∆ 2%.

Лист 15