4.1.1 Метод итераций

Примем температуру стенки со стороны пара Тогда

Находим по формуле (24):

Удельный тепловой поток от пара к стенке равен:

Находим температуру стенки со стороны раствора

Находим поформуле (25), где

Температуру кипения переведем в систему СИ:

Удельный тепловой поток от стенки к раствору

Найдем погрешность

Погрешность в пределах нормы.

По полученным данным найдем коэффициент теплопередачи по формуле (22):

Поверхность теплообмена выразим из уравнения теплопередачи (21):

С учетом запаса в получим .

По полученной поверхности теплообмена по [1] выбираем выпарной аппарат с естественной циркуляцией раствора и вынесенной греющей камерой.

Таблица 2. Основные размеры выпарного аппарата.

, м2	, мм	, мм не менее	, мм не более	, мм не более	, мм не более	, кг не более

–диаметр греющей камеры

–диаметр сепаратора

–диаметр циркуляционной трубы

–высота аппарата

–масса аппарата

–длина трубы

–номинальная поверхность теплообмена

4.2 Расчет холодильника.

Рисунок 2 - Температурная схема движения теплоносителей в холодильнике

(дана в задании)

(нашли в 3.2.2)

(задаем сами)

Конечную температуру разбавленного раствора определим из условий теплового баланса:

где расходы разбавленного и концентрированного раствором соответственно, кг/с

начальные теплоемкости растворов,

Теплоемкость раствора будем искать по формуле (16):разбавленного – при , концентрированного –при

Тогда конечная температура разбавленного раствора

Теперь можем найти среднюю разность температур:

где – большая и меньшая разности температур, .

;

;

.

Определим средние температуры теплоносителей. Так как разность температур на входе и на выходе для разбавленного раствора меньше, то его среднюю температуру найдем как среднее арифметическое начальной и конечной температур:

Температуру концентрированного найдем в виде суммы температуры разбавленного и :

Теперь рассчитаем теплоту, выделяемую раствором при охлаждении:

Для этого заново найдем теплоемкость концентрированного раствора (формула (16)) при

Принимаем по [2] ориентировочный коэффициент теплопередачи . Рассчитываем ориентировочную поверхность по формуле (38):

С учетом запаса в 20% площадь теплообмена составит

Запишем критерий Рейнольдса для трубного пространства:

где –средняя скорость потока, м/с;

–эквивалентный диаметр, м;

–плотность раствора, кг/м³;

–динамический коэффициент вязкости, .

По заданию режим течения теплоносителей должен быть турбулентный, т.е.

. Пусть .

Найдем плотность и вязкость концентрированного раствора при по формулам (12) и (29) соответственно:

Таблица 3. Основные параметры выбранного теплообменника «труба в трубе» (холодильник).

Диаметр трубы, мм		Площадь проходного сечения,			Поверхность теплообмена, м2		Длина труб, м
теплообменной	кожуховой	внутри теплообменной трубы	в кольцевом пространстве

Находим значения скорости и числа Рейнольдса при и = :

Сосчитаем критерий Рейнольдса при новой скорости по формуле (43):

В кольцевом пространстве режим также должен быть турбулентным. Проверим это:

Теперь рассчитаем сколько выбранных элементов площадью F_эл=2 м² необходимо соединить, чтобы обеспечить площадь теплоотдачи F_апп =5.188 м²:

_{Принимаем число элементов n=3}