Определение площади поверхности теплопередачи
Тепловой расчет
Определение температурных условий нагревания
Определяем большую и меньшую разность температур значения температур выбраны условно: [«1» – горячий теплоноситель (водно-спиртовой раствор)] , [«2» –холодный теплоноситель (вода)].
Для кожухотрубчатого теплообменника определяем большую ,℃, и меньшую
, ℃, разности температур,
выбираем по содержанию спирта в растворе /приложение А1,стр.36/ :
(1)
℃ ,
(2)
℃
Определяем среднюю разность температур теплоносителей (средний температурный напор) :
, (3)
0С
Лист |
(4)
0С,
Определение физических параметров нагреваемого раствора
![Определение площади поверхности теплопередачи Определение площади поверхности теплопередачи - student2.ru](/images/mekhanika/opredelenie-ploshhadi-poverkhnosti-teploperedachi-664361-13.png)
![Определение площади поверхности теплопередачи Определение площади поверхности теплопередачи - student2.ru](/images/mekhanika/opredelenie-ploshhadi-poverkhnosti-teploperedachi-664361-14.png)
Определим физические параметры для горячего теплоносителя (водно - спиртового раствора) при температуре 79,6℃ / приложение А1, стр.36/:
Ρ1 = 812 кг/м3;
c 1= 1071,8 кДж/кг·К;
λ 1= 0,2251 Вт/м·К;
μ 1= 1,08·10-3Па·с.
Определим физические параметры для холодного теплоносителя
(воды) при температуре 33℃/ приложение В, стр.40/:
Ρ2=993 кг/м3;
с2=4,18 кДж/кг·К;
λ2=0,622 Вт/м·К;
µ2=0,725·10-3 Па·с.
Определение тепловой нагрузки
Тепловую нагрузку Q, Вт, для кожухотрубчатого теплообменника определяем следующим образом:
, (5)
где x – коэффициент, учитывающий тепловые потери (1,02...1,05);
с – средняя удельная теплоемкость раствора при tср2;
М – производительность, кг/с
Дж.
Расчет коэффициента теплопередачи и общего термического
Сопротивления
Лист |
В общем виде уравнение можно представить следующим образом:
(6)
2.4.2 В частных случаях:
, (7)
где Re – критерий Рейнольдса,
dн – определяющий размер аппарата, м [4]
ρ – плотность, кг/
μ – коэффициент динамической вязкости, Па с
Pr2=4,6 /приложение В, стр. 40/
Для кожухотрубчатого теплообменника величины критерия Nu, как для горячего, так и для холодного теплоносителей определяют по формулам, зависящим от типа выбранной трубки, скорости и теплофизических параметров теплоносителей.[4]
, (8)
Влияние направления теплового потока учитывается отношением,
где
– критерий Прандтля, вычисленный при температуре стенки, соприкасающейся с потоком. При проектировании теплообменников расчет коэффициента теплоотдачи для нагревающихся капельных жидкостей можно вести без учета отношения,
допуская при этом небольшую
Лист |
![Определение площади поверхности теплопередачи Определение площади поверхности теплопередачи - student2.ru](/images/mekhanika/opredelenie-ploshhadi-poverkhnosti-teploperedachi-664361-27.png)
![Определение площади поверхности теплопередачи Определение площади поверхности теплопередачи - student2.ru](/images/mekhanika/opredelenie-ploshhadi-poverkhnosti-teploperedachi-664361-23.png)
После определения критерия Нуссельта, значения коэффициентов теплоотдачи находят следующим образом:
(9)
где – эквивалентный диаметр трубок, м; [4]
Вт/(м2·К)
Вт/(м2·К)
Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м3·К), определяется
следующим образом:
(10)
где суммарное термическое сопротивление стенки и загрязнений;
Вт/(м3·К)
(11)
(12)
условие выполняется.
Определение площади поверхности теплопередачи
Площадь поверхности нагрева подогревателя F, м2, рассчитываем по формуле:
Лист |
![Определение площади поверхности теплопередачи Определение площади поверхности теплопередачи - student2.ru](/images/mekhanika/opredelenie-ploshhadi-poverkhnosti-teploperedachi-664361-41.png)
F м2
Конструктивный расчет