Уточненное значение скорости течения воды в трубах

Для расчетов коэффициентов теплоотдачи в первом приближении температуру стенки труб примем равной средней между температурами теплоносителей /_с1 = /_с2 = (/, + /₂)/2 * 100° С. Согласно результатам расчетов, приведенных для данных условий в примерах (17.1) и (16.59), коэффициенты теплоотдачи си = 8980 Вт/(м² К) и а₂ = 6260 Вт/(м²-К).

Учитывая, что dJd_BH < 1,5, будем пользоваться формулой теплопередачи через плоскую стенку (12.14), причем площадь боковой поверхности трубы Ктр будем считать по среднему диаметру d = 0,5 (d_tH + J") = 0,5 (16 + + 18) = 17 мм, поскольку си ~ си.

Коэффициент теплопередачи рассчитаем по формуле (12.13):

Уточним температуру поверхностей стенки трубки:

Повторив расчет (начиная с коэффициентов теплоотдачи) с уточненными значениями температур /_сi и /с2, получим F = 0,567 м². Поскольку расхождение уточненной величины F с предыдущей меньше 10%, дальнейших расчетов можно не делать и считать этот результат окончательным. Задаем коэффициент использования поверхности теплообмена тf =.

= 0,8, тогда площадь реального теплообменника: F' = = —— - = 0,71 м²,.

Л f °>⁸

а длина труб Рассчитывать (или выбирать) все размеры теплообменника не имеет смысла, поскольку самостоятельно предприятия их не изготавливают. На специализированных предприятиях можно заказать теплообменник, соответствующий ГОСТ, которые определяют их основные типоразмеры. Так согласно ГОСТ 25 449–82 поверхность пароводяного теплообменника не может быть равна 0,71 м², а только 0,6 или 0,8 м². Длина труб — 2 или 3 м. Проще всего поверхность теплообмена выбрать в каталогах и заказать серийно выпускаемый теплообменник с поверхностью большей расчетной. В нашем случае F = 0,8 м².

Для определения поверхности теплопередачи и выбора конкретного варианта конструкции теплообменного аппарата необходимо определить коэффициент теплопередачи К. Его можно рассчитать с помощью уравнения аддитивности термических сопротивлений на пути теплового потока:

где а, и а₂ — коэффициенты теплоотдачи со стороны теплоносителей, Вт/(м²*К); - теплопроводность материала стенки труб, Вт/(м-К); 5_С — толщина стенки; г,_ь г_л — термические сопротивления слоев загрязнений с обеих сторон стенки, м² К/Вт.

Это уравнение справедливо для передачи тепла через плоскую или цилиндрическую стенку при условии, что RJR_B < 2 (R_H и R_b — наружный и внутренний радиусы цилиндра соответственно).

Однако на этой стадии расчета точное определение коэффициента теплопередачи невозможно, так как си и аг зависят от параметров рассчитываемого тенлообменного аппарата. Поэтому сначала на основании ориентировочной оценки коэффициента теплопередачи приходится приближенно определить величину поверхности и выбрать конкретный вариант конструкции теплообменника, а затем провести уточненный расчет коэффициента теплопередачи и требуемой поверхности. Сопоставление ее с поверхностью выбранного, но ГОСТ теплообменника позволяет сделать заключение о пригодности выбранного варианта конструкции для данных технологических условий. При значительном отклонении расчетной поверхности от выбранной следует принять другой вариант конструкции и вновь выполнить уточненный расчет. Число повторных расчетов зависит главным образом от степени отклонения ориентировочно оцененного значения коэффициента теплопередачи от его уточненного значения. При многократном повторении однотипных расчетов целесообразно использовать ЭВМ.

Значения коэффициентов теплопередачи К [Вт/(м² Ю], а также термических сопротивлений загрязнений стенок 1 /г₃ [Вт/(м*К)) приведены ниже:

Органические жидкости, рассолы, жидкие.

• 5800
• 5800
• 11 600

хладагенты Водяной пар, содержащий масла.