3.1. Розрахунок теплового навантаження.

Теплове навантаження – це кількість теплоти, що передається від гарячого теплоносія до холодного. Кількість теплоти, яка була віддана холодному теплоносію, що не змінює агрегатного стану в трубках теплообмінного апарата, розраховується за формулою:

де - температури холодного теплоносія відповідно на вході та на виході з теплообмінника, ˚С;

– масова витрата рідини, що нагрівається від температури до , кг/с;

– питома ізобарна теплоємність речовини, Вибирається за таблицями теплофізичних властивостей, за середньою температурою теплоносія.

- коефіцієнт корисної дії теплообмінника, який враховує втрати теплоти у навколишнє середовище, а також втрати за рахунок забруднення поверхні теплообміну. В розрахунках приймається рівним

с_р= 1,464

Визначаємо за допомогою інтерполяції, але а даному випадку і надалі будемо користуватися спеціальною програмою.

.

З урахуванням втрат в навколишнє середовище ( ), нарешті, будемо мати:

Із рівняння теплового балансу можна визначити масову витрату пари, що конденсується на зовнішній поверхні труб теплообмінника:

За таблицями визначаємо при :

Витрата пари:

3 .2.Встановленнятемпературного режиму теплообмінника

Рис. 3.2.1.Схема протиточного руху теплоносія.

Розрахувати температурний режим теплообмінника означає знайти середні температури гарячого та холодного теплоносіїв та середню різницю температур між ними . Для цього необхідно обчислити більший та менший перепади температур між теплоносіями на кінцях поверхні теплообміну.

˚С

˚С

˚С.

3.3. Орієнтовне значення коефіцієнту теплопередачі та розмірів стандартного теплообмінника

Рівняння теплопередачі дає змогу, знаючи теплове навантаження, середню різницю, температур та коефіцієнт теплопередачі, знайти поверхню теплообміну. Приймаємо ·

Звідки:

За нормативними каталогами, знаючи розрахункову площу, вибираємо вертикальний кожухотрубний теплообмінник з нерухомими трубними дошками типу ТН з такими габаритними розмірами:

Поверхня теплообміну F = 7 м²,

Висота трубок Н = 1000 мм,

Діаметр корпусу апарата D = 400 мм,

Загальна кількість трубок в теплообмінному апараті n = 100.

Кількість ходів z = 4.

3. 4. Рівняння для розрахунку коефіцієнтів тепловіддачі

3.4.1. Процес тепловіддачі при конденсації насиченої водяної пари на

зовнішній поверхні труб

Коефіцієнт тепловіддачі α у випадку плівкової конденсації насиченої пари на зовнішній поверхні труб знаходиться з рівняння, в яке входить модифіковане безрозмірне число Рейнольдса:Re

З таблиці 3.1 вибираємо комплекси фізичних величин А та В при t_H=150,3˚С.

Таблиця 3.1. Комплекси фізичних величин А та В при конденсації пари

tн,0C	20	40	60	80	100	120	140	160	180	200
А,(м0С)-1	5,16	11,4	20,9	34,5	51,5	70,3	94	122	150	182
В103,м/Вт	1,62	2,54	3,62	4,88	6,28	7,65	9,29	11,09	12,9	15,05

˚С

˚С

Параметри Z для вертикального розташування:

Оскільки Z>2300, тоді