1.5 Розраховуємо швидкість руху теплоносіїв.
У трубний простір пускаємо воду, щоб мати можливість очищення трубного простору від „водяного каменя”
Швидкість ізопропанолу у міжтрубному просторі визначається для найменшого перерізу міжтрубного простору (у вирізі перегородки).
1.6. Коефіцієнти тепловіддачі та теплопередачі.
1.6.1 Трубний простір (вода).
Режим плину визначається за значенням критерія Рейнольдса, визначальним лінійним розміром є внутрішній діаметр теплообмінних труб dв= 0,016 м. Критерій Рейнольдса характеризує гідродинамічний режим руху теплоносія.
Тобто рух – турбулентний.
Де ω – лінійна швидкість потоку у трубі, м/с
dв – внутрішній діаметр труб, м
ρ – густина теплоносія, кг/м3
При розвинутому турбулентному русі для визначення критерія Нусельта застосовують відповідне критеріальне рівняння. Критерій Нусельта характеризує процес теплообміну між теплоносієм і стінкою.
де Pr – критерій Прандтля.
Для води, як теплоносія, що охолоджується прийнято
Коефіцієнт тепловіддачі води:
Звідки
1.6.2 Міжтрубний простір (ізопропанол)
Режим плину визначається за значенням критерія Рейнольдса, визначальним лінійним розміром є зовнішній діаметр теплообмінних труб dз= 0,020 м.
Тобто рух – турбулентний.
Для визначення критерія Нусельта застосовуємо критеріальне рівняння, яке застосовується для рідини, яка омиває міжтрубний простір кожухотрубного теплообмінника при наявності сегментних перегородок.
Для ізопропанолу, як теплоносія, який нагрівається прийнято
Коефіцієнт тепловіддачі ізопропанолу
1.7. Визначення коефіцієнта теплопередачі.
де δст = 0,002 м – товщина теплообмінної труби,
λст = 46,5 Вm/(м*К) – коефіцієнт теплопровідності сталі, [2, табл. 28]
rзабр= 0,00018 м2*К/Вm – термічний опір забруднення для водопровідної води.
[1, с. 446]
α1 – коефіцієнт тепловіддачі від стінки до холодного теплоносія,
α2 – коефіцієнт тепловіддачі від гарячого теплоносія
1.8. Розрахунок питомого теплового потоку.
де t1 – середня температура гарячого середовища,
t2 – середня температура холодного середовища,
t’w – температура стінки зі сторони гарячого середовища,
t’’w – температура стінки зі сторони холодного середовища.
1.9. Уточнення коефіцієнта теплопередачі.
1.9.1. Визначення коефіцієнта тепловіддачі води:
де с – питома теплоємність при температурі стінки зі сторони гарячого середовища (с = 4190 Дж/кг*К) [1, с.808]
μ – в’язкість при температурі стінки зі сторони гарячого середовища (μ = 0,357*10-3 Па*с) [1, с.806]
λ – теплопровідність при температурі стінки зі сторони гарячого середовища (λ = 0,673 Bm/м*К) [1, с.810]
1.9.2. Визначення коефіцієнта тепловіддачі ізопропанолу.
де с – питома теплоємність при температурі стінки зі сторони холодного середовища (с = 3414,85 Дж/кг*К) [1, с.808]
μ – в’язкість при температурі стінки зі сторони холодного середовища (μ = 0,646*10-3 Па*с) [1, с.806]
λ – теплопровідність при температурі стінки зі сторони холодного середовища (λ = 0,142 Bm/м*К) [1, с.810]
