Уточненный расчет коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи
В общем случае коэффициент теплоотдачи со стороны теплоносителя определяется по уравнению:
где Nu – критерий Нуссельта; λ – коэффициент теплопроводности; i = 1,2.
В общем виде критериальная зависимость для определения коэффициентов теплоотдачи имеет вид:
, где Re – критерий Рейнольдса, Pr – критерий Пранделя.
где w – скорость потока
Расчет коэффициента теплоотдачи со стороны горячего теплоносителя
Греющий пар движется по межтрубному пространству кожухотрубного теплообменника с сегментными перегородками.
При конденсации пара на наружной поверхности пучка вертикально расположенных труб коэффициент теплоотдачи рассчитывается по формуле:
где
ρк – плотность пленки конденсата
l – наружный диаметр теплообменных труб
Расчет коэффициента теплоотдачи со стороны холодного теплоносителя
Исходная смесь движется по трубам многоходового кожухотрубного теплообменника. В качестве определяющего геометрического размера принимается внутренний диаметр теплообменных труб (dэ = dвн), а скорость потока определяется для площади сечения потока одного хода по трубам (Sхода).
Скорость потока:
Критерий Рейнольдса:
В случае турбулентного движения в прямых трубах и каналах:
Поправочный коэффициент εl учитывает влияние на коэффициент теплоотдачи отношения длины трубы L на диметр трубы d:
|
|
|
Критерий Пранделя:
При нагревании капельных жидкостей возможно принять:
Коэффициент теплоотдачи со стороны исходной смеси:
Определение значений термических сопротивлений загрязнений стенки
По таблице тепловое сопротивление загрязнений стенок равно:
Со стороны горячего теплоносителя – водяного пара с содержанием масла:
Со стороны холодного теплоносителя – органической жидкости:
Сумма термических сопротивлений загрязнений стенки:
Определение теплопроводности материала стенки
Согласно условию задания теплообменник изготовлен из нержавеющей стали:
Для стенок из стали:
Коэффициент теплопроводности: λст = 17.5 Вт/(м*К)
Толщина стенок: δст = 0.002 м
Термическое сопротивление стенок теплообменника равно:
Определение коэффициента теплопередачи и поверхности теплообмена
Коэффициент теплопередачи находится с помощью уравнения аддитивности термических сопротивлений на пути теплового потока:
Из основного уравнения теплопередачи находим уточненную поверхность теплообмена:
|
|
|
Определим запас поверхности теплообмена (относительно значения для нормализованного аппарата):
Запас поверхности удовлетворяет требованию технического задания (∆=10÷30%). Конструкция данного теплообменного аппарата принимается за окончательную.
Дата добавления: 2019-09-08; просмотров: 760; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!