1.4 Теплоотдача при конденсации движущегося потока пара
Если
в качестве греющей среды используется
пар, происходит его конденсация в
межтрубном пространстве теплообменного
аппарата. Теплоотдачу при конденсации
движущегося потока пара
можно рассчитать с помощью уравнения
для ламинарного течения конденсата:
(6)
В этом уравнении:
χ-параметр;
-критерий
Прандтля для конденсата (при
).
K-критерий Кутателадзе, характеризующий процесс изменения агрегатного состояния среды;
-критерий
Фруда;
-средний
коэффициент теплоотдачи.
R-параметр
Pr=1,6 (при =110 )
-коэффициенты
динамической вязкости конденсата и
пара, Па*с
кг/
(при
);
Па*с
(при
);
кг/
(при
);
Па*с
(при
).
Найдем критерий Кутателадзе:
кДж/кг
(при
);
(при
);
кДж/кг
(при
).
-скорость
движения пара, м/с;
наружный
диаметр труб, м;
g=9,81
м/
ускорение свободного падения;
Определим скорость движения пара:
|
|
свободное
(живое) сечение для прохода пара,
;
Рассчитаем объемный расход среды:
где
G=
массовый расход пара;
плотность пара, кг/
(при t=170
)
Определим свободное сечение для прохода пара:
где наружный диаметр труб, м;
n=124
n-общее число труб в ТА
z
число ходов среды в ТА;
внутренний
диаметр корпуса ТА, м,
b=
м (выбрано оптимальное значение,
принимаемое в заданных пределах
b=(6…12)*
)
Средний коэффициент теплоотдачи при конденсации неподвижного пара находится по формуле:
(при
);
кг/ (при );
ускорение
свободного падения;
(при
);
Па*с (при );
температурный
напор между потоком пара и стенкой
трубы, К.
Теплоотдачу при конденсации движущегося потока пара рассчитываем по формуле
(6):
1.5 Определение коэффициента теплопередачи
Коэффициент теплопередачи через разделяющую стенку определяем по формуле:
где
-
коэффициенты
теплоотдачи, характеризующие интенсивность
теплообмена между наружной и внутренними
поверхностями стенки трубы и протекающими
теплоносителями,
-
коэффициент теплопроводности стенки,
разделяющей теплоносители, Вт/(м·К)
внутренний,
наружный и расчётный диаметры труб, м.
Коэффициент теплопередачи, с учётом загрязнения поверхностей теплообмена определим по следующему уравнению:
где
коэффициент теплопроводности латунных
трубок ТА;
толщина стенки трубок;
.
2.Определение типоразмера теплообменного аппарата
2.1 Определение площади поверхности теплообменного аппарата
Найдем площадь поверхности теплообменного аппарата по формуле:
где
теплопроизводительность аппарата;
коэффициент теплопередачи;
средний логарифмический напор между
средами.
2.2 Определение площади теплообменного аппарата с учётом загрязнения поверхностей теплообмена
Найдем площадь поверхности теплообменного аппарата с учётом загрязнения поверхностей теплообмена по формуле:
где теплопроизводительность аппарата;
коэффициент теплопередачи;
средний логарифмический напор между средами.
2.3 Определение длины труб теплообменного аппарата
Определяем длину труб теплообменного аппарата по формуле:
где 
-
средний
расчетный диаметр труб;
общее число труб в ТА.
2.4 Определение длины труб теплообменного аппарата с учётом загрязнения поверхностей теплообмена
Определяем длину труб теплообменного аппарата с учётом загрязнения поверхностей теплообмена по формуле:
где
средний
расчетный диаметр труб;
общее число труб в ТА.
2.5 Определение диаметров патрубков для подвода воды и пара (конденсата)
Диаметр подводящего патрубка по пару определим по формуле:
где
расход пара;
плотность пара;
средняя скорость движения пара в
трубопроводах.
Определим диаметр подводящего патрубка воде:
где
расход воды;
плотность воды;
средняя скорость движения воды в
трубопроводах.
3 Выбор теплообменного аппарата
Исходя из проведенных расчетов выбираем кожухо-трубчатый теплообменник модели ПП 1-24-7- II производство завода «Сарэнергомаш»представленный на рис.2.