448000 Вт.

2) Расход пара определяется из уравнения теплового баланса

кг/с.

3) Cредняя разность температур для противотока

С.

4) Коэффициенты теплопередачи в пластинчатых теплообменниках выше, чем их ориентировочные значения, приведенные в табл. 2.1. Примем Вт/(м²К). Тогда ориентировочное значение требуемой поверхности составит

м².

Рассмотрим пластинчатый подогреватель (конденсатор паров) поверхностью F = 3,0 м²; поверхность пластины 0,3 м², число пластин N = 12 (табл. П11).

5) Скорость жидкости и число в шести каналах с площадью поперечного сечения канала 0,0011 м² и эквивалентным диаметром канала 0,008 м (табл.П10) равны:

м/с;

.

Коэффициент теплоотдачи к жидкости определяется с помощью уравнения (2.32)

Вт/(м²К).

Для определения коэффициента теплоотдачи от пара по формуле (2.44) предварительно принимается, что С. Тогда в каналах с приведенной длиной L = 1,12 м (табл. П10) получим:

;

Вт/(м²К).

Термическим сопротивлением загрязнений со стороны пара можно пренебречь. Толщина пластин 1,0 мм, материал – нержавеющая сталь,Вт/(м²К). Сумма термических сопротивлений стенки пластин и загрязнений со стороны жидкости составит

м²К/Вт

Здесь термическое сопротивление принято в соответствии с табл.2.2.

Коэффициент теплопередачи:

Вт/(м²К).

Проверим правильность принятого допущения относительно по формуле:

С.

Требуемая поверхность теплопередачи:

м².

Таким образом, теплообменник с нормализованной поверхностью F=3,0 м² подходит с запасом %.

3.4. Расчет кожухотрубчатого конденсатора [6]

Подобрать и рассчитать нормализованный вариант конструкции кожухотрубчатого конденсатора смеси паров органической жидкости и паров воды (дефлегматора) для конденсации = 0,8 кг/с паров. Удельная теплота конденсации смесиДж/кг, температура конденсацииС. Физико-химические свойства конденсата при температуре конденсации:

плотность кг/м³;

коэффициент теплопроводности Вт/(мК);

коэффициент динамической вязкости Пас.

Теплота конденсации отводится водой с начальной температурой С. Температура воды на выходе из конденсатора принимается на уровне С. При средней температуре С охлаждающая вода имеет следующие физико-химические характеристики:

плотность кг/м³;

удельная теплоемкость кДж/(кгК);

коэффициент теплопроводности Вт/(мК);

коэффициент динамической вязкости Пас;

число Прандтля .

Расчет проводится последовательно в соответствии с общей блок-схемой (рис. 2.1).

1) Тепловая нагрузка аппарата

Вт.

2) Расход воды

кг/с.

3) Средняя разность температур

С.

4) В соответствии с табл. 2.1 примем = 600 Вт/(м²К), тогда ориентировочное значение поверхности составит

м².

Задаваясь числом , определим соотношение для теплообменника из труб диаметром мм:

,

где n  общее число труб; z  число ходов по трубному пространству; d  внутренний диаметр труб, м.

5) Уточненный расчет поверхности теплопередачи. По табл. П2, исходя из рассчитанного значения , находится наиболее близкая к расчетной нормализованная характеристика, которая соответствует конденсатору с диаметром кожуха, диаметром труб 252 мм, числом ходов и числом труб.

.

Наиболее близкую к ориентировочной поверхность теплопередачи м² имеет нормализованный аппарат с длиной труб L = 3,0 м.

Действительное число равно

.

Коэффициент теплоотдачи к воде определяется по уравнению (2.12), пренебрегая поправкой

Вт/(м²К) .

Коэффициент теплоотдачи от пара, конденсирующегося на пучке вертикально расположенных труб, определяется по уравнению (2.34).

Вт/(м²К).

Сумма термических сопротивлений стенки труб из нержавеющей стали и загрязнений со стороны воды и пара равна

(м²К)/Вт.

Здесь термические сопротивления иприняты в соответствии с табл. 2.2.

Коэффициент теплопередачи

Вт/(м²К).

Требуемая поверхность теплопередачи

м².

Как видно из табл. П2, конденсатор с длиной труб L = 3,0 м и поверхностью F = 56,0 м² подходит с запасом

%.

6) Гидравлическое сопротивление рассчитывается по формуле (2.56).

Скорость воды в трубах

м/с.

Коэффициент трения рассчитывается по формуле (2.55):

Вт/(мК).

Скорость воды в штуцерах

м/с.

Тогда гидравлические потери составят:

Па.