1.6 Розрахунок площі поперечного перерізу міжтрубного простору та

Площа поперечного перерізу міжтрубного простору ТА визначаємо за формулою, м²

, (9)

1.7.Розрахунок масової витрати холодного теплоносія

Визначаємо середньоарифметичне значення температури холодного теплоносія, ^оС

, (10)

При цій температурі, методом інтерполювання, визначаємо фізичні властивості холодного теплоносія(Ароматизоване масло), ( ), [6, додаток 1, табл. 6, ст. 28]:

З рівняння теплового балансу ТА масова витрата холодного теплоносія визначається за формулою, кг/с

. (11)

З рівняння нерозривності потоку, швидкість руху холодного теплоносія визначається за формулою, м/с

, (12)

де - густина холодного теплоносія при середній температурі,

1.8. Розрахунок процесу теплообміну в теплообмінному апараті (перше наближення)

Окремо проводимо розрахунок теплообміну всередині трубок (гарячий теплоносій –трубка) і зовні (трубка – холодний теплоносій).

1.8.1.Розрахунок теплообміну в середині трубок

Для цього використаємо формулу для примусового руху рідини в середині круглих, гладких труб.

Для визначення режиму руху гарячого теплоносія необхідно визначити число Рейнольдса за формулою

, (13)

де - коефіцієнт кінематичної в’язкості гарячого теплоносія при середній температурі,

Оскільки Re≥10⁴ то режим руху турбулентний, тому критерій Нуссельта визначається за формулою:

, (14)

де - число Прандтля гарячого теплоносія при середній температурі (див. п. 1.2);

- число Прандтля гарячого теплоносія при температурі стінки [6, додаток 1, табл. 1, ст. 25];

- коефіцієнт, що враховує зміну середнього коефіцієнта тепловіддачі по довжині труби, 1.

Приймаємо температуру внутрішньої поверхні стінки трубки, для першого наближення:

При температурі поверхні стінки визначаємо число Прандтля гарячого теплоносія:

Для першого наближення:

.

Коефіцієнт тепловіддачі від гарячого теплоносія до внутрішньої поверхні труби визначається за формулою,

(15)

де - коефіцієнт теплопровідності гарячого теплоносія при середній температурі, (див. п.1.2).

.

1.8.2.Розрахунок теплообміну зовні трубок

Для розрахунку процесу теплообміну від зовнішньої поверхні стінки труби до холодного теплоносія необхідно визначити число Рейнольдса за формулою

, (16)

де - коефіцієнт кінематичної в’язкості холодного теплоносія при середній температурі, (див. п. 1.7);

- еквівалентний діаметр, м,

, (17)

де – змочений периметр, м,

. (18)

.

Згідно (17) еквівалентний діаметр рівний:

.

Тоді,

Для всіх режимів руху холодного теплоносія у між трубному просторі ТА критерій Нуссельта визначається за формулою:

, (19)

де - число Прандтля холодного теплоносія при середній температурі, (див. п. 1.7);

- число Прандтля холодного теплоносія при температурі стінки[6, додаток 1, табл. 6, ст. 28].

Приймаємо температуру зовнішньої поверхні стінки трубки, для першого наближення:

При температурі поверхні стінки визначаємо число Прандтля холодного теплоносія:

,

, (20)

де – крок між трубної решітки, м, (див. п. 1.4).

Тоді,

.

Коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої поверхні трубки до холодного теплоносія визначається за формулою,

, (21)

де - коефіцієнт теплопровідності холодного теплоносія при середній температурі, (див. п. 1.7),

.