Итерация I

Теплоотдача в межтрубном пространстве

В межтрубное пространство поступает теплагент – насыщенный водяной пар при температуре и давлении. Примем, что образующийся из пара конденсат не переохлаждается, и покидает межтрубное пространство теплообменника при той же температуре.

Плотность теплового потока: .

Вертикальный теплообменник

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

.

Горизонтальный теплообменник

Число горизонтальных рядов труб в пучке при шахматном размещении труб по вершинам равносторонних треугольников n_p = 17 [10, с. 66, табл. 4].

Коэффициент, учитывающий стекание конденсата по трубам в пучке:

.

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

.

Таким образом, горизонтальное размещение выбранного теплообменника существенно увеличит коэффициент теплоотдачи в межтрубном пространстве.

Теплоотдача в трубном пространстве

Эквивалентный диаметр: .

Площадь сечения трубного пространства:

.

Объёмный расход хладагента: .

Скорость течения хладагента в трубах: .

Критерий Рейнольдса:

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:

.

Критерий Прандтля: .

Критерий Релея: режим переходный.

Выбор расчётной формулы:

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

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

, гдеn = 0,14 при нагревании.

Вязкость хладагента при температуре стенки :

.

Коэффициент Нуссельта для вертикальных труб:

.

Коэффициент 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 Список литературы

1. Коган В. Б., Фридман В. М., Кафаров В. В. Равновесие между жидкостью и паром (справочное пособие). М.-Л. Наука. 1966.

2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов. Л. Химия. 1987.

3. Бобылёв В. Н. Физические свойства наиболее известных химических веществ: Справочное пособие. РХТУ им. Д. И. Менделеева. М., 2003.

4. Справочник химика. Второе издание, переработанное и дополненное. Том 1. М.-Л. Химия. 1966.

5. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. Издание второе, дополненное и переработанное. М. Наука. 1972.

6. Справочник по теплообменникам. Пер. с англ. под ред. О. Г. Мартыненко и др. Том 2. М. Энергоатомиздат. 1987.

7. Краткий справочник физико-химических величин. Под ред. Равделя А. А., Пономарёвой А. М. 10-е изд. С-П.: Химия, 2003.

8. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. Справочное пособие. Л. Химия. 1977.

9. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Под ред. Ю. И. Дытнерского, М. Химия. 1991.

10. Бобылёв В. В. Подбор и расчёт трубчатых теплообменников: Учебн.-метод. пособие / РХТУ им. Д. И. Менделеева. М. 2003.