Число Рейнольдса

Re=wdρ/μ=wdγ/μg=(0,525*0,0196*1000)/(0,854*1,02*10^-4*9,81) = 12042

В этой зависимости

μ = 0,854сП=0,854*1,02*10^-4 = 87,108*10^-6кг*с/м²-динамический коэффициент вязкости воды при её средней температуре t=27,2⁰C (таблица №1 или [2]; перевод из единиц “сантипуаз” в “кг*с/м² технической системы единиц” см. в [3]).

Режим течения турбулентный.

Для турбулентного режима течения воды коэффициент теплоотдачи определим по зависимости [1].

альфа_в=А₅w^0,8_в/d^0,2,

где А₅=1860 (таблица№3, Приложение).

альфа_в=1860*0,525^0,8/0,0196^0,2=2439ккал/м²часК=2838 Вт/м^2КК

Термические сопротивления загрязнений канала приведены в задании. Термическое сопротивление загрязнения со стороны бензола равно R_загр.б = =0,0001м²часК/ккал, а со стороны воды - R_загр.в = 0,0007м²часК/ккал.

Определим термическое сопротивление стальной спирали, принимая её толщину равной δ = 2,5мм, а коэффициент теплопередачи стали равным λ = 40 ккал/м*час*К

R_ст= б/λ = 0,0025/40 = 0,0000625м²часК/ккал

Тогда, коэффициент теплопередачи спирального теплообменника равен

к= 1/(1/альфа_б+R_затр.б+R_ст+R_затр.в+1/альфа_в) =

= 1/(1/1718+0,0001+0,0000625+0,0007+1/2439) =

=1/(0,000582+0,0001+0,0000625+0,0007+0,00041)= =539,2ккал/м²часК=627Вт/м²К

Необходимая площадь поверхности нагрева спирального теплообменника

F=Q/к∆t= 94500/(539,2*52,9)=3,25м²

Определяем температуру стенки канала в первом приближении

t_ст1 = t_к – Q/(F*альфа_б) = 80,1 – 94500/(3,25*1718) = 63,18⁰C

Так как полученное значение температуры стенки канала заметно отличается от заданного, проводим расчёт во втором приближении.