Расчёт коэффициента теплопередачи в первом корпусе

 

сопротивление загрязнений со стороны пара.

Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара a₁ к стенке [1] равен

,

где r₁ – теплота конденсации греющего пара, Дж/кг;

r_Ж1, l_Ж, m_Ж плотность (кг/м²), теплопроводность (Вт/м^.К), вязкость (Па) конденсата при средней температуре плёнки, соответственно,

t_ПЛ = t_Г1 - Dt₁/2,

Dt₁ – разность температур конденсации пара и стенки, град..

Расчёт a₁ ведут методом последовательных приближений.

 

1-ое приближение.

Примем - Dt₁ = 2,0⁰ C, тогда проверяем правильность первого приближения по равенству удельных тепловых нагрузок:

Для установившегося процесса передачи тепла справедливо:

где q – удельная тепловая нагрузка, Вт/м²;

Dt_СТ – перепад температур на стенке, град;

Dt₂ – разность между температурой стенки со стороны раствора и температурой кипения раствора, град..

Dt_СТ = a₁ ^. Dt₁ ^. åd/l = 10500 ^. 2 ^. 2,87 ^. 10^-4 = 6,03 ^OC.

Тогда

Dt₂ = Dt_П1 - Dt_СТ - Dt₁ = 13,13 –6,03 –2,0 = 5,1 ^OC.

Коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящему раствору для режима пузырькового кипения в вертикальных пузырьковых трубках при условии естественной циркуляции раствора [7] равен:

q₁ = a₁ ^. Dt₁ = 10500 ^. 2 = 21000 Вт/м²;

q₂ = a₂ ^. Dt₂ = 7355 ^. 5,1 = 37510 Вт/м²;

 

Таблица 2

Физические свойства кипящих растворов и паров по корпусам

 

№	Наименование параметра	1-й корпус	2-й корпус	3-й корпус	Литература
	Теплопроводность раствора, l, Вт/м . К	0,61	0,62	0,69	[6]
	Плотность раствора, r, кг/м3				[3]
	Теплоёмкость раствора, C, Вт/кг . К				[3]
	Вязкость раствора, m, Па . с	0,1 . 10-3	0,29 . 10-3	0,7 . 10-3	[9]
	Поверхностное натяжение, s, Н/м	0,058	0,066	0,099	[8,9]
	Теплота парообразования, rВ, Дж/кг	. 10-3	. 10-3	. 10-3	[1]
	Плотность пара, rП, кг/м3	3,75	2,0	0,098	[1]
	Плотность пара при 1 атм., r0, кг/м3	0,579	0,579	0,579	[1]

 

2-ое приближение.

Примем - Dt₁ = 3,0 ⁰C, тогда

 

Dt_СТ = 9500 ^. 3 ^. 0,287 ^. 10^-3 = 8,18 ^OC.

Dt₂ = 13,13 –3 –8,18 = 1,95 ^OC.

q₁ = 9500 ^. 3 = 28500 Вт/м²;

q₂ = 8834 ^. 1,91 = 17220 Вт/м²;

.

 

3-ье приближение.

 

Строим графическую зависимость удельной тепловой нагрузки от принятой разности температур Dt₁.

Dt_СТ = 9833 ^. 2,6 ^. 0,278 ^. 10^-3 = 7,34 ^OC.

Dt₂ = 13,13 –2,6 –7,34 = 3,19 ^OC.

q₁ = 9833 ^. 2,6 = 25570 Вт/м²;

q₂ = 8276 ^. 3,19 = 26400 Вт/м²;

Если расхождение тепловых нагрузок не превышает 3%, то на этом расчёт коэффициентов a₁ и a₂ заканчивают.