2.2 Определение толщины тепловой изоляции

, (39)

где - коэффициент теплопроводности изоляционного материала, Вт/мК;

- температура наружной стенки аппарата, принимают равной 133.5^оС;

- температура наружной поверхности изоляции, принимается равной 40^оС;

- температура окружающей среды, 20^оС;

- коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляционного материала в окружающую среду, Вт/м²К.

, (30)

где - коэффициент теплоотдачи излучением;

- коэффициент теплоотдачи конвекцией.

, (31)

где - постоянная Стефана-Больцмана, Вт/м²К⁴;

- приведенная степень черноты излучающей поверхности и окружающей среды;

- температура изоляции окружающей среды , К.

Коэффициент теплоотдачи конвекцией определяется по критериальному уравнению:

Коэффициент теплоотдачи конвекцией определяется по критериальному уравнению

, (32)

где -критерий Нуссельта при конвекции;

-критерий Грасгофа для воздуха;

- критерий Прандтля для воздуха;

А, m – константы уравнения;

l_в=H– определяющий размер аппарата, м;

- соответственно коэффициент теплопроводности, Вт/мК и коэффициент кинематической вязкости, м²/с воздуха;

- коэффициент объемного расширения, К^-1;

- разность температур наружной поверхности изоляции и окружающей среды, ^оС.

Коэффициент объемного расширения

, (33)

Вт/мК

м²/с

Находим критерий Грасгофа

, (34)

=0,651

- режим турбулентный => А=0,115, m=0,33

Находим критерий Нуссельта

Выражаем коэффициент теплоотдачи конвекцией

(35)

Находим коэффициент теплоотдачи

Находим толщину тепловой изоляции

3 Расчет геометрических параметров аппарата

3.1 Расчет геометрических параметров греющей камеры

Необходимое количество греющих трубок, размещенных в греющей камере n, шт определяется по формуле

, (36)

где F- поверхность теплопередачи выпарного аппарата, м²;

-поверхность теплопередачи одной кипятильной трубки, м².

Площадь поверхности одной кипятильной трубки , м² определяется по формуле

, (37)

где - диаметр трубки, м;

- высота трубки, м.

Согласно [5, c.122] выбираем трубку стальную бесшовную холоднодеформированную по ГОСТ 8734-75. Диаметр трубки принимаем равным =32мм. Толщина стенки 4мм. К расчету принимаем: F=101,9 м²; l=5м.

Подставив числовые значения в формулу

, (38)

Получим

шт.

В трубной решетке трубки располагаются по сторонам правильного шестиугольника. Число трубок по диагонали b, шт., определяется по формуле [5, с.66]:

. (39)

Подставив числовые значения в формулу (39), получим

шт

Число трубок на стороне шестиугольника а, определяется по формуле:

, (40)

Подставив числовые значения в формулу (40), получим

шт

Шаг размещения трубок в трубной решетке определяется по формуле [1, с.285]: м

Полученное значение округляется до стандартного по [4], S = 46 мм

Внутренний диаметр греющей камеры определяется по формуле [5 c.76]:

, (41)

Подставив числовые значения в формулу (41), получим

На основании [4], полученное значение округляется до стандартного: D_вн=750 мм, δ = 4 мм.