Расчет теплопередачи по корпусам

 

По найденным температурам кипения и концентрациям растворов в корпусах подбираем в справочниках расчетные константы – физические характеристики растворов (удельный вес, теплопроводность, теплоемкость, вязкость).

Расчёт коэффициента теплопередачи в первом корпусе.

                                                                (35)

 

сопротивление загрязнений со стороны пара.

                                         (36)

    Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара a₁ к стенке равен

                                                          (37)

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,                                                                               (38)

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

Расчёт a₁ ведут методом последовательных приближений.

 

1-ое приближение.

    Примем - Dt₁ = 2,0⁰ C, тогда

    Примем - a₁ = 10000 Вт/(м^2.К)

                 

Для установившегося процесса передачи тепла справедливо

                                                                                                  (39)

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 = 10000 ^. 2 ^. 2,87 ^. 10^-4 = 5,7 ^OC.                               (40)

Тогда

Dt₂ = Dt_П1 - Dt_СТ - Dt₁ = 8,9 –5,7 –2,0 = 1,2 ^OC.

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

                                              (41)

q₁ = a₁ ^. Dt₁ = 10000 ^. 2 = 20000 Вт/м²;

                     q₂ = a₂ ^. Dt₂ = 9425 ^. 1,2 = 10933 Вт/м²;                              (42)

     

 

                                                                 

2-ое приближение.

    Примем - Dt₁ = 1,0 ⁰C, тогда

 

       Dt_СТ = 11892 ^. 1 ^. 0,287 ^. 10^-3 = 3,4^O C.

       Dt₂ = 8,9 –3,4 –1 = 4,5^O C.

     

       q₁ = 11892 ^. 1 = 28500 Вт/м²;

       q₂ = 14630 ^. 4,5 = 65835 Вт/м²;

     

 

3-ье приближение.

 

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

рисунок 3

       Dt_СТ = 10573,7 ^. 1,6 ^. 0,278 ^. 10^-3 = 4,9^O C.

       Dt₂ = 8,9 –4,9 –1,6 = 2,4^O C.

     

       q₁ = 8524,4 ^. 2,4 = 17428,6 Вт/м²;

       q₂ = 10573,7 ^. 1,6 = 16917,9 Вт/м²;

     

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

 

 

Соотношение коэффициентов теплопередачи по корпусам при выпаривании водных растворов солей К₁: К₂: К₃ = 1:0,58:0,34.

На основании таких расчетов принимаем коэффициент теплопередачи:

 

КорпусI…………………………………………………………………….2004,5Вт/(м²К)

КорпусII………… ………………………….……………………………1162,6Вт/(м²К)

Корпус III…………………………………………………………………681,5Вт/(м²К)