3.1.Расчет критерия Грасгофа, определяющего интенсивность теплоотдачи путем естественной конвекции
где:
- ускорение свободного падения;
-
коэффициент объемного расширения
воздуха:
-
температура помещения, в котором
установлен аппарат (для цехов принимают
-
температурный перепад между поверхностью
изоляции и воздухом:
-
температура поверхности изоляции (по
условию безопасности для персонала
принимают равной 40-60ºC);
-
коэффициент кинематической вязкости
воздуха, м2/с;
– высота
аппарата H,
м.
3.2.Определение критерия Пандтля для воздуха
где:
- теплоемкость воздуха при постоянном
давлении, Дж/кг·град;
-
динамическая вязкость воздуха, Па·с;
-
коэффициент теплопроводности воздуха,
Вт/(м·град).
= 1,005 кДж/кг·град
= 18,1 · 10-6 Вт/(м·град)
= 2,59 · 10-2 Па·с
3.3.Определение критерия Нуссельта
Расчет ведут по одному из критериальных уравнений в зависимости от величины произведения определяющих критериев:
при
при
при
при
Если
, то:
3.4.Расчет
коэффициента теплоотдачи конвекцией
от поверхности изоляции окружающему
воздуху
3.5.Расчет коэффициента теплоотдачи лучеиспусканием
где:
- приведенная степень черноты, принимаемая
обычно равной степени черноты аппарата
;
-
температура поверхности стен цеха,
принимаемая обычно равной температуре
воздуха в помещении
;
-
коэффициент лучеиспускания абсолютно
черного тела.
3.6.Определение общего коэффициента теплоотдачи
3.7.Определение удельных теплопотерь в окружающую среду
3.8.Определение коэффициента теплопередачи через изоляцию
где:
- температура теплоносителя подкожухом.
.
3.9.Расчет толщины слоя теплоизоляции
где:
- коэффициент теплопроводности
изоляционного материала,
;
- коэффициент теплоотдачи со стороны теплоносителя, принимаемый того же порядка, что и в тепловом расчете, ;
и
- толщина кожуха и наружной обшивки, м;
и
- коэффициенты теплопроводности
материалов кожуха и наружной обшивки,
.
.
,
м
,м
,
,
3.10.Расчет площади теплоотдающей поверхности изоляции цилиндра
где:
- внутренний диаметр кожуха аппарата.
3.11.Определение потерь тепла с поверхности теплоизоляции
3.12.Площадь эллиптической крышки без изоляции
3.13.Расчет потерь через крышки
Крышки не покрывают изоляцией, если их часто снимают для обслуживания теплообменника. Температуру поверхности крышек в этом случае принимают равной средней температуре жидкости в трубном пространстве.
Ведем расчеты потерь тепла через крышки, параметров воздуха, коэффициенты теплоотдачи, удельные теплопотери и потери тепла с поверхностей крышек.
Если
, то:
3.14.Уточнение расхода пара после учета всех потерь тепла
где:
- энтальпия пара заданного давления,
Дж/(кг·град);
-
сумма потерь тепла через крышки, Вт;
-
теплоемкость конденсата, Дж/кг·град;
-
температура конденсата, град.
3.15.Определение удельного расхода пара на процесс
где: – часовой расход жидкости, кг/ч.
