2017-11-01
2016
Так как изменения агрегатного состояния потока Ca(NO3)2 не происходит, коэффициент теплоотдачи будет рассчитываться через критериальное уравнение:
,
где 
– внутренний диаметр труб, м;
– коэффициент теплопроводности при средней температуре потока, 0,663 Вт/(м·К).
Критерий Нуссельта при развитом турбулентном течении в прямых трубах и каналах рассчитывается по следующей формуле:
,
где 
– коэффициент, учитывающий влияние длины трубы (канала) на коэффициент теплоотдачи, 
= 1;
Pr – критерий Прандтля при средней температуре потока;
Prст– критерий Прандтля при температуре потока равной температуре стенки со стороны потока.
.
Для расчета критерия Прандтля при температуре потока равной температуре стенки необходимо определить свойства потока при температуре стенки:
Удельная теплоемкость Ca(NO3)2 при 50,4 °С составит 4190 Дж/(кг·К) [2].
Коэффициент теплопроводности Ca(NO3)2 при 50,4 °С составит 0,648 Вт/(м·К) [2].
Динамический коэффициент вязкости Ca(NO3)2 при 50,4 °С составит 549·10-6 Па ·с [1].
|
|
|
.
Тогда критерий Нуссельта:
.
Вт/(м2·К).
5.1.9 Удельный тепловой поток со смеси:
Вт/м2.
, значит, температура стенки принята неверно. Необходимо задаться новой температурой стенки со стороны пара и повторить расчет заново по пп. 4.3.1 – 4.3.9
5.1.1´ Расчёт коэффициента теплоотдачи со стороны пара. Зададимся температурой стенки со стороны пара равной 
ºС, тогда коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенки составит:
Вт/(м2·К).
8.1.1.10´ Удельный тепловой поток со стороны пара:
Вт/м2.
8.1.1.11´ Температура стенки со стороны потока:
ºС.
5.1.2´ Расчёт коэффициента теплоотдачи от стенки к потоку.
Для расчета критерия Прандтля при температуре потока равной температуре стенки необходимо определить свойства потока при температуре стенки:
Удельная теплоемкость Ca(NO3)2 при 142,8 °С составит
Дж/(кг·К) [2].
Коэффициент теплопроводности Ca(NO3)2 при 142,8 °С составит 
Вт/(м·К) [2].
Динамический коэффициент вязкости Ca(NO3)2 при 142,8 °С составит 
Па·с [2].
.
Тогда критерий Нуссельта:
.
Вт/(м2·К).
5.1.3´ Удельный тепловой поток со смеси:
Вт/м2.
, значит, температура стенки принята неверно. Чтобы определить истинную температуру стенки со стороны конденсирующегося пара построим графическую зависимость удельного теплового потока от принятой температуры стенки, т.е.: 
и 
.
Рис. 7 График зависимости удельного теплового потока
в подогревателе от температуры стенки со стороны греющего пара
|
|
|
По графику определим истинную температуру стенки со стороны пара и соответствующий удельный тепловой поток:
ºС. 
Вт/м2.
По найденному значению 
можно определить расчетное значение коэффициента теплопередачи и расчетную площадь поверхности теплопередачи:
Вт/(м2·К).
м2.
Найдем запас площади поверхности теплопередачи в выбранном теплообменном аппарате по сравнению с рассчитанной площадью.
%.
Запас по площади теплопередачи слишком большой, что не целесообразно с экономической точки зрения. Поэтому необходимо выбрать теплообменный аппарат меньший по площади.
Выберем одноходовой теплообменный аппарат типа ТК имеющий следующие параметры [2]:
Диаметр кожуха 0,325 м;
Число труб 62 шт.;
Число труб на один ход 62 шт.;
Поверхность теплообмена 7,5 м2;
Длина труб 1,5 м;
Число труб по вертикали 9 шт.
При этом тип теплообменного аппарата не изменится и сохранится то же число труб на один ход, что позволит не производить пересчет всех параметров теплопередачи. Необходимо лишь определить запас площади поверхности теплопередачи во вновь выбранном теплообменном аппарате:
%.
Выбранный теплообменный аппарат подходит с запасом по площади поверхности теплопередачи 20%.
Механические расчеты
