Коэффициент теплоотдачи для воды

 

Уточняю величину критерия Рейнольдса:

Задаюсь величиной (ориентировочное значение):

(2.9)

^оC

Рассчитываю определяющую температуру

(2.10)

^оC.

Рассчитываю температуру стенки:

(2.11)

Ориентировочное значение (Gr₂Pr₂) при 90⁰С для воды:

; (2.12)

где (табл. XXXIII) – коэффициент объемного расширения воды;

при t=90^оC;

(при t = 90⁰С) =0,316

=965 кг/м³ (при t = 90 ^оC)

d = 0,021 м

g = 9,81 м/с²

Критерий Прандтля для воды при t=90⁰C.

(2.13)

где

;

 

При (Gr₂Pr₂)> и Re<3500 применяется формула:

(2.14)

Принимаю длину труб L=2 м

(2.15)

(при t=150⁰C)

.

Таким образом:

Nu=19,26

d₂=0,021м

Коэффициент теплоотдачи для воды в трубах определяется так:

(2.16)

Коэффициент теплоотдачи при конденсации водяного пара.

Из таблицы 4,14 n_в=11 (число труб по вертикали).

(2.17)

где Bt=1070 (при t_конд=120⁰С);

коридорному порядку расположения труб соответствует

Предварительный коэффициент теплоотдачи при L = 2 м:

(2.18)

где =0,002 (принятый диаметр d=25 2)

Вт/(м²k) – коэффициент теплопроводности стали.

Уточняю принятые величины:

а) Разность температур по расчету:

(2.19)

б) Определяющая температура:

(расчетное значение определяющей температуры совпало с принятым)

в) Уточняю , из-за того, что расчетное значение оказалось больше принятого:

г) Уточненное значение коэффициента теплопередачи при L=2 м:

Расчетная площадь поверхности теплообмена при L=2 м.

; (2,20)

, (2,21)

Это значение площади поверхности теплообмена меня устраивает т.к. есть запас.

Итак длину труб принимаю равной 2м (L=2м).

Запас площади поверхности теплообмена:

Запас площади поверхности теплообмена достаточный.

Определение и для принятого варианта:

(2,22)

;

t_ст1=120 – 2,1=117,9 ;

t_ст2=68+ 48,72=116,72 .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рассчитанный мною теплообменник очень прост в изготовлении эксплуатации и ремонте, благодаря тому, что в нем используются вода и водяной пар в качестве теплоносителей, а также из-за своих конструктивных особенностей.

Производительность теплообменника:

Массовая G_m=4т/ч

Объемная G_V=4,05 м³/ч

Температура воды:

На входе t₀=20 ^оC

На выходе t =90 ^оC

Температура греющего пара:

t_пара=120 ^оC

Расход греющего пара (с учетом 7% потерь теплоты):

G₁=561,6 кг/ч

Количество теплоты на нагрев воды в трубах:

Q=163075 Дж

Площадь поверхности теплообмена:

F=14,63 м²

Внутренний диаметр кожуха:

D=400 мм

Количество труб:

n=111

Диаметр труб:

D = 25 2 мм