Теплоотдача в трубном пространстве

Эквивалентный диаметр: .

Площадь сечения трубного пространства:

.

Объёмный расход хладагента: .

Скорость течения хладагента в трубах: .

Критерий Рейнольдса для хладагента:

режим переходный.

Температура стенки:

- для вертикальных труб ;

- для горизонтальных труб .

Различие в температуре стенки между вертикальным и горизонтальным расположением труб мало, в дальнейших расчётах пренебрегаем этим различием.

Критерий Грасгофа для хладагента:

.

Критерий Прандтля: .

Критерий Релея: режим переходный.

Выбор расчётной формулы:

, , трубы вертикальные [2, ф-ла 4.28]: , где n = 0,11 при нагревании;

, , трубы горизонтальные [2, ф-ла 4.27]:

, где n = 0,14 при нагревании.

Вязкость изопропилбензола (кумола) при температуре стенки находим линейной экстраполяцией по зависимости ln(μ)=f(1/T) на основе данных [5, с. 355]: .

Вязкость фенола при средней температуре хладагента находим линейной интерполяцией по данным [4, с. 996]: .

Вязкость хладагента при температуре стенки :

.

Критерий Нуссельта для вертикальных труб:

.

Критерий Нуссельта для горизонтальных труб:

.

Коэффициент теплоотдачи в трубном пространстве от стенок вертикальных труб к хладагенту: .

Коэффициент теплоотдачи в трубном пространстве от стенок вертикальных труб к хладагенту: .

Теплопередача

Тепловая проводимость загрязнений стенок

- со стороны водяного пара [2, табл. XXXI],

- со стороны органической жидкости [2, табл. XXXI].

Теплопроводность стальной стенки трубок теплообменника: (для углеродистой стали) [2, табл. XXVIII].

Коэффициент теплопередачи для цилиндрической стенки рассчитывается по формуле: , где , , , , , (для углеродистой стали).

Коэффициент теплопередачи для вертикального теплообменника:

.

Коэффициент теплопередачи для вертикального теплообменника:

.

Таким образом, разница между коэффициентами теплоотдачи для вертикального и горизонтального теплообменников составляет менее 1,5%, что лежит в пределах вычислительной погрешности, поэтому в дальнейших расчётах будем рассматривать вертикальный теплообменник.

Расчётная поверхность теплопередачи:

.

Запас по площади поверхности теплопередачи:

, следовательно, теплообменник не подходит.

Выберем из [9, с. 57, табл. 2.9] кожухотрубчатый конденсатор с площадью поверхности теплопередачи, превышающей расчётное значение не менее чем на 10%, но не более чем на 30%, то есть, лежащей в интервале от до .

Выбранные теплообменники:

Диаметр кожуха D, мм	Диаметр труб d, мм	Число ходов k	Общее число труб N	Число труб на ход n	Длина труб L, м	Поверхность FТО, м2	Масса mТО, кг
600	20×2	6	316	52,7	3	60	1 970
600	25×2	1	257	257	3	61	1 760
600	25×2	2	240	120	3	57	1 780
600	25×2	6	196	32,7	4	61	2 220

Из всех выбранных теплообменников условию , удовлетворяет теплообменник с . Выбираем его, несмотря на то, что он имеет наибольшую массу.

Выбран теплообменник:

Диаметр кожуха D, мм	Диаметр труб d, мм	Число ходов k	Общее число труб N	Число труб на ход n	Длина труб L, м	Поверхность FТО, м2	Масса mТО, кг
600	25×2	6	196	32,7	4	61	2 220