1.8.3.Розрахунок коефіцієнта теплопередачі

Коефіцієнт теплопередачі в ТА визначається за формулою,

, (22)

де - коефіцієнт теплопровідності матеріалу трубки при середній температурі стінки труби, .

Приймаємо в якості матеріалу трубки (Сталь м’яку), [2, табл.7, ст. 261],

Для прийнятого сплаву: .

Тоді отримаємо:

.

1.8.4.Розрахунок температури стінки трубок

Температура внутрішньої поверхні стінки трубки визначається за формулою, ^оС

,(23)

де - термічний опір внутрішньої поверхні стінки трубки,

, (24)

- загальний термічний опір теплопередачі, ,

, (25)

Тоді,

Температура зовнішньої поверхні стінки труби визначається за формулою, ^оС

, (26)

де - термічний опір зовнішньої поверхні стінки трубки, ,

, (27)

.

Тоді,

Отримані значення температур поверхонь стінки труби необхідно порівняти з прийнятим, за формулами:

;

.

;

.

Оскільки перше наближення температури стінки труби відрізняється більш ніж на 1 %, то необхідноперезадатитемпературивнутрішньої та зовнішньоїповерхоньстінки труби і провести розрахунок з п. 1.8.

1.9.Розрахунок процессу теплообміну в теплообмінномуапараті( друге наближення)

1.9.1.Розрахуноктеплообмінувсередині трубок

Для другого наближенняприймаємо:

Визначаємо число Прандтля гарячоготеплоносія при температурістінки, в другому наближенні:

.

За формулою (14) визначаємокритерійНуссельта:

.

Тодікоефіцієнттепловіддачівідгарячоготеплоносія до внутрішньоїповерхні труби за формулою (15) рівний:

.

Визначаємо число Прандтля холодного теплоносія при температурістінки, в другому наближенні:

.

Критерій Нуссельта з (19) рівний:

.

Тоді за формулою(21)визначаємокоефіцієнттепловіддачівідзовнішньоїповерхні трубки до холодного теплоносія:

.

Визначаємосередню температуру стінки труби, в другому наближенні:

.

.

Визначаємокоефіцієнттеплопровідностіматеріалу трубки при температурістінки труби, в другому наближенні:

За формулою (22) коефіцієнттеплопередачі в ТА рівний:

.

Зформули (24) термічнийопірвнутрішньоїповерхністінки трубки рівний:

.

Загальнийтермічнийопіртеплопередачі за формулою (25) рівний:

.

Температура внутрішньоїповерхністінки трубки визначається за формулою (23):

.

Термічнийопірзовнішньоїповерхністінки трубки заформулою (27)рівний:

.

Температура зовнішньоїповерхністінки труби за формулою (26)рівна:

.

Порівняємоотриманізначення температур стінок з прийнятими:

Оскільки, друге наближення температур стінок не перевищує більш, ніж1%, то немаєнеобхідностізадаватисяіншими температурами стінок.

1.10.Розрахунок довжини теплообмінного апарату

Загальна довжина теплообмінного апарату визначається за формулою, м

, (28)

де - середній логарифмічний температурний напір для прийнятої схеми руху теплоносіїв, ^оС,

, (29)

де , - більше і менше значення температурного напору, ^оС.

При протитоку:

Рис. 1.2. Схема до визначення середнього логарифмічного температурного напору.

.

Тоді,

Довжина однієї трубки теплообмінного апарату визначається за формулою, м

. (30)

.

Площа поверхні теплообміну визначається за формулою, м²

, (31)

де - середній діаметр трубки, м,

.(32)

.

Тоді,