2. Уточненный расчет коэффициента теплопередачи.

Чтобы провести уточненный расчет коэффициента теплопередачи, нужно определить теплофизические параметры ГПС и ГСС при средних температурах.

К,

К.

Определим плотность ГПС по формуле:

[1]

где β = 0,722, n = 0,159

Плотность ГСС:

Найдем теплопроводность ГПС и ГСС по графику[5]:

λ₁=0,011 Вт/м·К и λ₂=0,108 Вт/м·К.

Рассчитаем вязкость ГПС и ГСС.

Вязкость определим из номограммы [5]:

М₁=f(М,Т), М=114, Т_ср1=300 ⁰С,

М₁=11,4·10^-6 Па·С.

М₂=f(М,Т), М=114, Т_ср2=142,5 ⁰С,

М₂=8·10^-6 Па·С.

Теплофизические величины ГСС и ГПС Таблица

ГПС		ГСС
наименование	значение	наименование	значение
Ср1, кДж/кг·К ρ1, кг/м3 λ1, Вт/м·К М1, Па·С	2,5 8,6 0,011 11,4·10-6	Ср2, кДж/кг·К ρ2, кг/м3 λ2, Вт/м·К М2, Па·С	2,18 7,6 0,108 8·10-6

Рассчитаем коэффициент теплоотдачи для ГПС.

Газопродуктовая смесь направляется двумя параллельными потоками в 2 теплообменных блока по 3 аппарата в каждом.

,

где R_e1 – число Рейнольдса;

w₁ – скорость движения ГПС, м/с;

d_э1 – диаметр эквивалентный, м;

ρ₁ – плотность ГПС, кг/м³;

М₁ – динамический коэффициент вязкости, Па·С.

,

где V – объем газов ГПС, м³/с;

S – площадь сечения одного хода по трубам, м².

Найдем объем паров ГПС при Т_ср1=648 К:

,

где ρ – плотность ГПС; кг/м³

G – расход, кг/ч.

Общий объем паров, проходящих через два блока теплообменных аппаратов:

V=4,41 м³/с,

V₁=2,205 м³/с – объем паров ГПС, проходящих через 1 блок теплообменников.

м/с,

. – режим турбулентный

Критерий Прандтля найдем по формуле:

,

где С₁ – теплоемкость, Дж/кг·К;

М₁ – динамическая вязкость, Па·С;

λ – теплопроводность, Вт/м·К.

.

Т.к. режим турбулентный, Критерий Нуссельта найдем по формуле:

,

,

- коэффициент теплоотдачи,

Вт/м²·К.

Определим коэффициент теплоотдачи для ГСС:

,

где d_э – диаметр эквивалентный, м²;

S – площадь потока, м²;

П – смоченный периметр, м.

Рассчитаем число труб в теплообменнике для одного хода:

,

где S – площадь сечения одного хода по трубам, м²;

S_тр – площадь одной трубы, м².

, следовательно в одном ходу 255 труб.

,

где D – диаметр кожуха теплообменника, м;

d – наружный диаметр труб, м.

м².

,

м,

м.

Найдем объем сырья при Т_ср2=415,5 К, проходящего через 1 теплообменник:

м²/с.

Определим скорость движения ГСС в межтрубном пространстве:

,

м/с.

Найдем критерий Рейнольдса:

.

Критерий Прандтля найдем по формуле:

,

Найдем критерий Нуссельта:

.

Рассчитаем коэффициент теплоотдачи для ГСС.

Вт/м²·К.

Коэффициент теплоотдачи равен:

,

где Σr_загр – сумма теплового сопротивлений загрязнений, м²·К/Вт;

α₁, α₂ – коэффициент теплоотдачи, Вт/м^2·К.

Для определения теплового сопротивления загрязнений необходимо знать их теплопроводность и толщину слоя ,так как (экспериментальные данные приведены в таблице 5.3 Танатаров М.А. с135)

.

Расчетная поверхность теплопередачи составит:

м².[2,5]