1.2.2 Розрахунок температури первинного теплоносія на виході з теплообмінного апарата

Розрахунок температури первинного теплоносія на виході з теплообмінного карата виконується за формулами, наведеними у п. 1.1.2. Значення коефіцієнта b', який враховує втрату теплоти у навколишнє середовище даним теплообмінним апаратом, приймають орієнтовно.

Температура первинного теплоносія на вході до теплообмінного апарата ― t₁’ = 142˚ C; температура вторинного теплоносія на вході до теплообмінного апарата ― t₂’ = 44 ˚ C; температура вторинного теплоносія на виході з теплообмінного апарата ― t₂’’ = 71˚ C; температура навколишнього середовища ― t_п = 11˚ C. Витрата первинного теплоносія ― G₁ = 2100 кг/год; витрата вторинного теплоносія G₂ = 1890 кг/год.

Кількість теплоти, яку сприймає вторинний теплоносій від первинного теплоносія обчислюється за формулою

де втрата вторинного теплоносія, кг/с; - температура вторинного теплоносія

відповідно на вході до теплообмінного апарата і на виході з нього, ˚ C; ―

середня масова ізобарна теплоємність вторинного теплоносія в інтервалі температур від , кДж/(кг˚C);

Кількість теплоти, котру сприймає вторинний теплоносій від первинного теплоносія, обчислюється за формулою

Вт

Температура первинного теплоносія на виході з теплообмінного апарата визначається за допомогою формул

=»

де - температура первинного теплоносія на вході до теплообмінного апарата ,˚ C;

- кількість теплоти, яку віддає первинний теплоносій вторинному теплоносію, Вт;

- кількість теплоти, котру сприймає вторинний теплоносій від первинного, Вт;

– втрата теплоти у навколишнє середовище теплообмінним апаратом;

значення коефіцієнта b спочатку береться орієнтовно;

– витрата первинного теплоносія, кг/с;

1.2.3 Обчислення середнього коефіцієнта тепловіддачі

Середній коефіцієнт тепловіддачі від первинного теплоносія до внутрішньої поверхні стінки теплообмінної труби , визначається за рекомендаціями п 1.1.3 з урахуванням того, що- внутрішній діаметр 1-го шару (накипу) теплообмінної труби, м.

Середній коефіцієнт тепловіддачі від первинного теплоносія до внутрішньої поверхні стінки теплообмінної труби , Вт/(м^2∙∙˚C), визначається за допомогою формули:

Знаходимо критерій Нуссельта:

де індекси 1, с1 показують, що фізичні якості первинного теплоносія встановлюються відповідно при середній температурі первинного теплоносія та при середній температурі внутрішньої поверхні стінки теплообмінної труби

Nu – критерій Нуссельта;

–внутрішній діаметр 1-го шару (накипу) теплообмінної труби, м;

– коефіцієнт теплопровідності первинного теплоносія, Вт/(м˚C);

– критерій Рейнольдса;

– коефіцієнт, який враховує зміну середнього коефіцієнта тепловіддачі за довжиною труби.(спочатку орієнтовно приймаємо )

Формула

використовується, якщо 10⁴<Re₁<10⁶; 0,6<Pr₁<2500

Знайдемо спочатку Re:

Знайдемо :

Середня температура первинного теплоносія обчислюється за формулою

)=0,5(100+80) = 90 ˚C;

Знайдемо густину при температурі :

;

Знайдемо густину при температурі :

Швидкість первинного теплоносія:

Коефіцієнт Рейнольдса:

Отже, режим руху первинного теплоносія турбулентний.

Тепер знайдемо критерій Прандтля:

при температурі ˚C

При температурі

Розраховуємо критерій Нуссельта:

дезнаходиться при температурі˚C.

1.2.4 Розрахунок середнього коефіцієнта тепловіддачі

Середній коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої поверхні стінки теплообмінної труби до вторинного теплоносія обчислюється за формулою, де еквівалентний діаметр кільцевого каналу , м, розраховується за формулою

а критерій Нуссельта при турбулентному режимі руху води в кільцевому каналі обчислюється за однією з формулою:

Критерій визначається при середній температурі зовнішньої поверхні стінки теплообмінної труби, °С, значення якої приймається орієнтовно.

Критерій Рейнольдса розраховується за формулою:

де діаметр

швидкість вторинного теплоносія, м/с, визначається за формулою:

де знаходиться при температурі

=998.575 ;

Знайдемо густину при температурі :

Знаходимо критерій при температурі :

=3,12

При температурі

При температурі