Для турбулентного режима течения воды коэффициент теплоотдачи определим по зависимости [1].
альфав=А5w0,8в/d0,2,
где А5=1748 (таблица№3, Приложение).
альфав=(1748*0,8240,8)/0,01960,2=3292ккал/м2часК=3826 Вт/м2КК
Термические сопротивления загрязнений канала приведены в задании. Термическое сопротивление загрязнения со стороны бензола равно Rзагр.б = =0,0001м2часК/ккал, а со стороны воды - Rзагр.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
Rст= б/λ = 0,0025/40 = 0,0000625м2часК/ккал
Тогда, коэффициент теплопередачи спирального теплообменника равен
к= 1/(1/альфаб+Rзатр.б+Rст+Rзатр.в+1/альфав) =
= 1/(1/1764+0,0001+0,0000625+0,0007+1/3292) =
=1/(0,000567+0,0001+0,0000625+0,0007+0,0003)= =578,0ккал/м2часК=671Вт/м2К
Необходимая площадь поверхности нагрева спирального теплообменника
F=Q/к∆t= 148365/(578,0*60,0)=4,28м2
Определяем температуру стенки канала в первом приближении
tст1 = tк – Q/(F*альфаб) = 80,1 – 148365/(4,28*1764) = 60,40C
Так как полученное значение температуры стенки канала заметно отличается от заданного, проводим расчёт во втором приближении.