Итерация III Теплоотдача в межтрубном пространстве

Плотность теплового потока: .

Коэффициент теплоотдачи в межтрубном пространстве от конденсирующегося пара к стенке для вертикальных труб:

.

Теплоотдача в трубном пространстве

Поскольку по сравнению с предыдущей итерацией изменилась лишь длина труб теплообменника, то скорость течения хладагента в трубах и критерий Рейнольдса для трубного пространства остались неизменными:

, .

Температура стенки: .

Температура стенки изменилась по сравнению с предыдущей итерацией менее чем на 2°С, поэтому критерий Прандтля при температуре стенки можно не пересчитывать. Следовательно, коэффициент теплоотдачи в трубном пространстве от стенок труб к хладагенту, также останется практически неизменным: .

Теплопередача

Коэффициент теплопередачи:

.

Расчётная поверхность теплопередачи:

.

Запас по площади поверхности теплопередачи:

.

Запас по площади поверхности теплопередачи для выбранного теплообменника лежит в заданном интервале 5÷30 %, следовательно, теплообменник подходит.

В итоге выбран кожухотрубчатый конденсатор:

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	3	46	1 780

Расчёт толщины тепловой изоляции кожухотрубчатого теплообменника

Площадь изолированной поверхности определим как сумму площади боковой поверхности кожуха теплообменника (боковая поверхность цилиндра), площади эллиптической крышки (близка к полусфере) и площади эллиптического днища (близка к полусфере):

.

Обозначив окружающий воздух как третий, наиболее холодный, теплоноситель, примем его температуру 15°С (данная температура наименьшая из рекомендованных требованиями к микроклимату производственных помещений): .

Температура наружной поверхности изоляции по технике безопасности для аппаратов работающих в помещениях не должна превышать 40°С: .

Коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции к окружающему воздуху рассчитаем по уравнению Линчевского:

.

Плотность теплового потока в окружающую среду:

.

Температуру внутренней поверхности изоляции примем равной её максимально возможному значению – температуре теплагента, пренебрегая термическим сопротивлением конденсата на внутренней поверхности кожуха и термическим сопротивлением стальной стенки кожуха, а также тем фактом, что крышка и днище контактируют не с теплагентом, а с хладагентом: .

В качестве материала изоляции примем совелит (теплоизоляционный материал, изготовляемый из обожженного доломита (85%) и распушенного асбеста V (5%) и VI (10%) сортов) с теплопроводностью: [2, табл. XXVIII; 3, с. 23]. Совелит наносится на поверхность аппарата в пастообразном виде, а после затвердевания покрывается слоем краски для защиты поверхности изоляции от влаги.

Толщину тепловой изоляции рассчитываем, пренебрегая цилиндричностью стенки:

.

Объём и масса теплоизоляционного материала:

.

Плотность теплоизоляционного материала: [2, табл. XXVIII].

Масса теплоизоляционного материала:

.

Потери тепла в окружающую среду:

.

Доля тепловых потерь от тепловой нагрузки теплообменного аппарата:

.