3. Повторный расчет

Определяем приведенную высоту поверхности (длина трубки) по формуле (11) /1, с.16/:

где – средняя температура стенки со стороны пара,.

После подстановки численных параметров в формулу (3.1) получим приведенную высоту поверхности:

Режим течения плёнки конденсата турбулентный, поэтому ведем расчет по формуле (12) /1, с.16/ с учетом того, что:

Определяем средний по длине коэффициент теплопередачи из формулы (13) /1, с.16/:

Определяем при число Прандтля для конденсата со стороны второго теплоносителя /1, с.32/:

Определяем число Нуссельта по формуле (15) /1, с.16/ с учетом того, что , то есть режим движения воды турбулентный:

Определяем коэффициент теплоотдачи к воде /1, с.17/:

Определяем коэффициент теплопередачи от пара к воде по формуле (9) /1, с.15/:

Определяем среднюю плотность теплового потока по формуле (20) /1, с.18/:

Определяем поверхность теплообмена по формуле (22) /1, с.18/:

Число трубок в одном ходе

Число ходов и всего трубок

Определяем высоту трубок во втором приближении по формуле (24) /1, с.18/:

Определяем погрешность вычислений высоты трубок:

Определяем температуру стенок трубок:

Определяем заданную и вычисленную среднюю температуру стенки по формуле (21) /1, с.18/:

Определяем разницу заданного и получившегося значений температур стенок:

Расчет температуры стенки можно считать законченным, полученное значение величины отличается от заданного не более чем на, таким образом, окончательно принимаеми.

Определяем внутренний диаметр корпуса теплообменника по формуле (25) /1, с.18/:

где – шаг труб, мм;

– коэффициент заполнения трубной решётки,

В данном случае выбираем шаг труб согласно /1, с.19/.

После подстановки численных параметров в формулу (3.2) получим внутренний диаметр корпуса теплообменника:

Определяем диаметр парового патрубка по формуле (26) /1, с.19/:

где – плотность первичного теплоносителя,

Определяем при плотность первичного теплоносителя /1, с.33/:

После подстановки численных параметров в формулу (3.3) получим диаметр парового патрубка:

Определяем диаметр водяного патрубка по формуле (27) /1, с.19/:

Полученные значения диаметров патрубков округляем до ближайших стандартных размеров согласно ГОСТ 10704-91 /2, с.6,10/:

4. Гидродинамический расчет

Гидравлическое сопротивление пароводяных подогревателей по межтрубному пространству при конденсации пара на пучке вертикальных или горизонтальных трубок, как правило, не определяется. Величина такого сопротивления при нормальной эксплуатации теплообменных аппаратов, работающих с небольшими скоростями греющего пара – до 10 м/с в межтрубном пространстве, очень мала /1, с.26/.

Определяем общее сопротивление для вторичного теплоносителя (вода) по формуле (38) /1, с.26/:

где – сопротивление трения, Па;

– местные сопротивления, Па.

Определяем сопротивление трения по формуле (39) /1, с.26/:

где – коэффициент сопротивления трения.

Определяем коэффициент сопротивления трения по формуле (40) /1, с.27/:

После подстановки численных параметров в формулу (4.2) получим сопротивление трения:

Определяем местные сопротивления по формуле (41) /1, с.27/:

где – коэффициент местных сопротивлений.

Определяем коэффициент местных сопротивлений по формуле (42) /1, с.27/:

где – коэффициент местных сопротивлений при ударе и повороте потока во входной и выходной камерах;

– коэффициент местных сопротивлений при входе воды из камер в трубки и выходе из трубок в камеры;

– коэффициент местных сопротивлений при повороте воды нав камерах.

Определяем коэффициент местных сопротивлений при ударе и повороте потока во входной и выходной камерах /1, с.36/:

Определяем коэффициент местных сопротивлений при входе воды из камер в трубки и выходе из трубок в камеры /1, с.36/:

Определяем коэффициент местных сопротивлений при повороте воды на в камерах /1, с.36/:

После подстановки численных параметров в формулу (4.4) получимкоэффициент местных сопротивлений:

После подстановки численных параметров в формулу (4.3) получим местные сопротивления:

После подстановки численных параметров в формулу (4.1) получимобщее сопротивление для вторичного теплоносителя (вода):

Определяем мощность, необходимую для перемещения теплоносителя, по формуле (37) /1, с.21/:

где – к.п.д. устройства (насоса) для перемещения теплоносителя.

Определяем к.п.д. устройства (насоса) для перемещения теплоносителя /1, с.21/:

После подстановки численных параметров в формулу (4.5) получиммощность, необходимую для перемещения теплоносителя: