3.4 Вычисляют коэффициент теплоотдачи от стенки трубы движущейся жидкости .
Для интенсификации процесса в теплообменниках-нагревателях движение жидкости осуществляется в турбулентном режиме (Rе > 10 000 ). При этом условии:
,
(19)
(20)
(21)
где
- кинематический коэффициент вязкости
жидкости,
;
- действительная скорость движения
жидкости по трубам, м/с; dвн
- -внутренний диаметр труб, м;
- плотность жидкости,
;
- динамический коэффициент вязкости
жидкости,
;
с
- теплоемкость жидкости,
;
- коэффициент теплопроводности жидкости,
.
Параметры
жидкости
,
,
,
берутся по средней температуре жидкости:
или
.
Критерий
Прандтля Pr
- не зависит от кинематических
характеристик. Pr для
параметров жидкости при температуре
стенки находится для той же жидкости
но при температуре стенки. Температура
стенки со стороны жидкости будет выше
средней ее температуры на
.
Следует заметить, что эта температура
не может быть выше температуры стенки,
принятой со стороны пара при вычислении.
Определяют коэффициент теплопередачи через стенку по формуле:
,
(22)
где
,
- коэффициенты
теплопроводности материала стенки и
накипи,
;
,
- толщина
стенки трубы и накипи, м;
При выполнении многовариантного расчета следует рассчитать термическое сопротивление стенки без учета теплоотдачи со стороны пара, полагая постоянным:
,
(21)
Далее рассчитывается ряд значений тепловой нагрузки по формуле:
,
(22)
Результаты
вычислений
и
для принятых
значений вносят в обобщающую таблицу
1.
Таблица 1. – Расчетные параметры аппарата.
|
|
|
|
|
|
|
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По
результатам расчетов строится график
,
по которому находится действительное
значение
.
Рисунок 6. – Определение действительной температуры стенки аппарата.
Для
точного расчета коэффициента теплопередачи
следует сначала определить величину
,
подставив в формулу значение температуры
стенки
,
найденное по графику. Затем рассчитывается
значение коэффициента теплопередачи
по формуле 22.
Рассчитывают поверхность теплопередачи:
,
. (23)
Рассчитывают длину пути, проходимого жидкостью по трубам L (общая длина ходов):
,
м (24)
где
-
расчетный диаметр теплопередачи,
принимаемый:
при
;
при
;
при
Определяют длину одного хода для горизонтального аппарата:
(25)
Определяют ориентировочный расход пара
,
кг
(26)
где
К
– коэффициент запаса, (1,15 – 1,2);
-
энтальпия пара, определяемая по его
давлению, Дж/кг;
-
теплоемкость конденсата,
.