2.3. Вычисление коэффициента теплоотдачи от конденсирующего пара стенке, Вт/м2° (согласно заданию).

При ламинарном стекании пленки конденсата, не содержащего неконденсирующихся газов, имеем (для вертикальной трубы):

где А – коэффициент физических констант;

- удельная теплота конденсации пара, Дж,/кг;

= t_конд- - разность температур конденсации пара и стенки трубы (обычно 10-30^°С);

- средняя температура стенки, на которой конденсируется пар, ^°С;

- высота труб (аппарата), м.

Удельную теплоту конденсации пара принимают при температуре конденсации (насыщения) пара t_конд (приложение):

2.4 Расчет удельной тепловой нагрузки по теплоотдаче от пара стенке, Вт/м2

Ведут расчет для принятых выше 4-6 значений перепадов температур по формуле (для вертикальной трубы):

Результаты расчета для шести значений разности температур сведены в таблицу 2.

2.5 Вычисление коэффициента теплоотдачи от стенки трубы движущейся жидкости

Для интенсификации процесса в теплообменниках-нагревателях движение жидкости осуществляют в турбулентном режиме (при R_е>104).

При турбулентном режиме коэффициент теплоотдачи от стенки трубы движущейся жидкости вычисляют по формуле:

Предварительно определить критерий Рейнольдса и оценить режим движения жидкости в трубном пространстве:

где - коэффициент кинематической вязкости жидкости, м²/с;

- действительная скорость движения жидкости по трубам, м/с;

- внутренний диаметр труб, м;

- коэффициент теплопроводности жидкости, Вт/м град (приложение):

= 0,623 Вт/м град

Критерий Прандтля находят по таблице соответствующей температуре жидкости:

= 4,63

Параметры , берут по средней температуре жидкости:

Критерий определяют для соответственной температуры стенки (приложение). Расчеты сведены в таблицу 1.

= 3,03

Результаты расчета коэффициента теплоотдачи от стенки трубы движущейся жидкости приведены в таблице 1.

2.6 Вычисление общего термического сопротивления стенки и удельной тепловой нагрузки на стенку по теплоотдаче от стенки трубы движущейся жидкости, м2град/Вт

Многовариантный расчет ведут без учета теплоотдачи со стороны пара, в предположении α₁ = сonst по формуле:

где , - коэффициенты передач материала стенки и накипи, Вт/м град (приложение);

, - толщина стенки трубы и накипи, м

,

,

Результаты расчета приведены в таблице 1.

Далее следует расчет 4-6 значений удельной тепловой нагрузки на

стенку при принятых выше значениях температур (и соответствующих им температур стенки) по формуле:

Результаты вычислений для принятый значений заносят в общую таблицу 2.

Таблица 1

Принятое значение = tконд-	5	10	15	20	25	30
	3,03	3,11	3,18	3,25	3,35	3,46
	8941	8926,5	8907,9	8815,9	8692,2	8565,6
	0,00565	0,00565	0,00565	0,00565	0,00565	0,00565

Таблица 2

Принятое значение = tконд-	5	10	15	20	25	30
	119,5	107	104,5	102,	99,5	97
А	183,23	182,31	181	179,9	178,75	171,5
	4689	4659	4630	4602	4572	4387
	23445	46890	70335	93780	117225	140670
	107	102	97	92	87	82
	12300	11415	10530	9646	8761	7876

Ведем пересчет по выбранной температуре стенки трубы:

2.7 Определение коэффициента теплопередачи через стенку

2.8 Расчет поверхности теплопередачи труб теплообменника, м²

2.9 Расчет длины пути, проходимого жидкостью по трубам (общая длина ходов), м

где - расчетный диаметр цилиндрической поверхности теплопередачи, принимаемый соответственно соотношению значений коэффициентов теплоотдачи «горячего» и «холодного» теплоносителей, м;

2.10. Определение длины одного хода, кг/с

2.11. Расход ориентировочного расхода пара, кг/c

где = 1,15 – 1,20 – коэффициент запаса;

- энтальпия пара, находимая по его давлению, Дж/кг (приложение);

- теплоемкость конденсата, Дж/кг град.

3.Расчет изоляции и теплопотерь

Изоляция теплообменника предназначена для уменьшения потерь тепла и предотвращения ожогов обслуживающего персонала. На всех аппаратах обязательно изолируют кожух, т.к. под ним находится более горячий теплоноситель (греющий или конденсирующийся пар). Крышки аппарата можно не изолировать с учетом того, что их снимают при обслуживании аппарата.

Целью расчета изоляции является определение ее толщины и потерь тепла через нее.