Подбор коэффициентов теплоотдачи и расчёт площади теплообменника

Задаёмся коэффициентом К₁:

(по табл. 4.8 [1])

Площадь теплообмена F₁:

Задаёмся коэффициентом К₂:

(по табл. 4.8 [1])

Площадь теплообмена F₂:

Задаёмся коэффициентом К₃:

(по табл. 4.8 [1])

Площадь теплообмена F₃:

Общая площадь теплообмена:

Выбираем по ГОСТ 15119-79 теплообменник (из табл. XXXIV [1]):

Конденсатор КН:

• S=338м²

• (количество ходов)

• d_{внутренний}=1200мм,

• (общее число труб)

• число трубок на 1 ход = 545

• 

• трубы

1 Часть теплообмена. Охлаждение паров нп Рассчитываем параметры для трубного пространства (оборотная вода)

Критерий Рейнольдса:

- количество ходов

- количество труб

- диаметр эквивалентный ()

- вязкость воды (по табл. XXXIX [1]: для 50⁰С )

Критерий Прандтля:

, где

- теплопроводность воды (по табл. XXXIX [1]: для 50⁰С )

Критерий Nu:

Отношение принимаем за единицу, т.к. разница между температурами стенки min:

(из примера со стр. 33 [2])

Расчет проведён для всех процессов с оборотной водой, т.к. в процессе теплообмена в малом интервале температур вода практически не изменяет физические свойства.

Ищём :

–коэффициент теплоотдачи для воды

–определяющий линейный размер (), м

Рассчитываем параметры для межтрубного пространства (насыщенный пар)

Критерий Рейнольдса:

- расход пара, (по условию )

–наружный диаметр трубок ()

- проходное сечение межтрубного пространства (по табл. II.3 [2] )

- вязкость пара (по рис VI для 115⁰С )

Критерий Прандтля:

, где

- удельная теплоёмкость пара,

- теплопроводность пара (по табл. XXXIX [1]: для 115⁰С )

Критерий Nu (для 2300<R<1000):

Ищём :

–коэффициент теплоотдачи для пара

–определяющий линейный размер (), м

Находим расчётный коэффициент :

, где

- загрязнение стенок со стороны конденсата (по табл. XXXI [1] )

- загрязнение стенок со стороны оборотной воды (по табл. XXXI [1] )

- толщина трубок, м

- теплопроводность материала стали (по табл. XXVIII )

Находим расчетную площадь теплообмена для охлаждения пара:

2 Часть теплообмена. Конденсация паров Рассчитываем параметры для трубного пространства (оборотная вода)

Критерий Рейнольдса:

- количество ходов

- количество труб

- диаметр эквивалентный ()

- вязкость воды (по табл. XXXIX [1]: для 40⁰С )

Критерий Прандтля:

, где

- теплопроводность воды (по табл. XXXIX [1]: для 40⁰С )

Критерий Nu:

Аналогично принимает отношение за единицу (расчёт и пояснение выше)

Ищём :

–коэффициент теплоотдачи для воды

–определяющий линейный размер (), м

Рассчитываем параметры для межтрубного пространства (конденсат)

(формула для горизонтальной труб), где:

- коэффициент (при)

–длина трубок, м

–число трубок

–расход пара, (по условию )

–теплопроводность пара ( по табл. XXXIX [1]: )

–вязкость пара (по рис VI [1] )

Находим расчётный коэффициент :

, где

- загрязнение стенок со стороны конденсата (по табл. XXXI [1] )

- загрязнение стенок со стороны оборотной воды (по табл. XXXI [1] )

- толщина трубок, м

- теплопроводность материала стали (по табл. XXVIII )

Находим расчетную площадь теплообмена для охлаждения пара:

3 Часть теплообмена. Охлаждение конденсата Рассчитываем параметры для трубного пространства (оборотная вода)

Критерий Рейнольдса:

- количество ходов

- количество труб

- диаметр эквивалентный ()

- вязкость воды (по табл. XXXIX [1]: для 30⁰С )

Критерий Прандтля:

, где

- теплопроводность воды (по табл. XXXIX [1]: для 30⁰С )

Критерий Nu:

Аналогично принимает отношение за единицу (расчёт и пояснение выше)

Ищём :

–коэффициент теплоотдачи для воды

–определяющий линейный размер (), м