4.6.5. Проверочный расчет коэффициента теплопередачи

Таблица 4.6.11

Режим	Расчетная поверхность теплообмена, м2
I	0,10
II	0,15
III	0,78

III режим – наиболее напряженный режим. Для него проводим подробный расчет коэффициентов теплоотдачи.

1. Коэффициент теплоотдачи от рассола к стенке аппарата:

α₁= C_т· , [10]

где: λ_т – теплопроводность теплоносителя, Вт/м·К;

C_т – удельная теплоемкость теплоносителя, Дж/кг К;

μ_к – динамическая вязкость теплоносителя, Дж/кг;

- кинетическая вязкость теплоносителя, м²/с;

- ускорение свободного падения, м/с²;

– средняя разность температур, К;

H_т – высота рубашки, м;

– температурный коэффициент объемного расширения, К^-1.

2. Плотность теплового потока со стороны воды:

q₁ = α₁· (t₁ – t_ст1) [10]

3. Температура внутренней поверхности стенки:

t_cт2= t_cт1 – q₁·[Σ(δ_i/λ_i) + Σr_i] [10]

4. Коэффициент теплоотдачи от стенки аппарата к реакционной массе и плотность теплового потока:

α₂ = · Re^0,75 · K_N^0,25 · · · , Вт/м²·К [10]

α₂ = = 1590,65 Вт/м²·К

Данные взяты из гидромеханического расчета реактора Р-15

5. Плотность теплового потока со стороны реакционной массы:

q₂ = α₂ (t_ст2 – t₂) [10]

Для раствора хлорида натрия (13,6 %) при - 2,63 °С [10]:

Таблица 4.6.12

, К-1	0,00038
νт, м2/с	2,4·10-6
СТ, Дж/кг· К	3589
, Па·с	0,002332
, Вт/м·К	0,556

Используя формулы, приведенные выше, и задаваясь температурой t_ст1, получим:

Таблица 4.6.13 tст1 2,65 Δt 5,28 Gr 523269460,9 Pr 15,05 Gr·Pr 7876850486 α1 279,15 q1 -1473,92 t ст2 4,85 q2 -1439,10 ε,% 2,36

Таблица 4.6.14 tст1 2,60 Δt 5,23 Gr 518314257,7 Pr 15,05 Gr·Pr 7802259099 α1 278,27 q1 -1455,34 t ст2 4,78 q2 -1456,16 ε,% 0,06

Графически определять t_ст1 нет необходимости, поскольку погрешность ε=0,06 % подходит для расчетов. Следовательно, t_ст1= 2,60 ºС.

1. Коэффициент теплопередачи:

К= = 175,09 Вт/м²·К

2. Необходимая поверхность теплообмена:

F_т/о = = 0,63 м²

0,63 < 0,81, т.е. F_т/о<F_руб⇨ поверхности теплообмена на самом напряженном режиме достаточно. Реактор выбран правильно.