2020-01-14
550
Коэффициент теплопередачи для первого корпуса определяем по уравнению:
(9)
где а1 - коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке, Вт/м2 · К;
- суммарное термическое сопротивление стенки и загрязнений, м2 · К/Вт;
а2 - коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящему раствору Вт/м2 · К.
В качестве конструкционного материала принимаем сталь марки Х17, с коэффициентом теплопроводности λст = 25,1 Вт/м·К. Термическое сопротивление со стороны пара не учитываем. Тогда суммарное термическое сопротивление
Коэффициент теплоотдачи а1 от стенки к кипящему раствору определяем по уравнению:
(10)
где r — теплота конденсации греющего пара, Дж/кг;
ρж — плотность конденсата, кг/м3;
λж — теплопроводность конденсата, Вт/м·К;
μж — вязкость конденсата, Па·с;
Нтр — высота труб, м;
Δt1 — разность температур конденсации пара и стенки, ºС,
В первом приближении примем Δt1 = 2,0ºС.
|
|
|
Величины ρж, λж, μж определяем по средней температуре плёнки: 
ρж, = 897,8 кг/м3; λж = 0,673 Вт/м·К; μж = 0,1643·10-3 Па·с;
Для устоявшегося процесса передачи тепла справедливо уравнение:
, (11)
Рисунок 2 - Распределение температуры от пара к кипящему раствору:
1 - пар;
2 - конденсат:
3 - стенка;
4 - накипь;
5 - кипящий раствор.
где: q — удельная теплота нагрузки, Вт/м2;
Δtст — перепад температур на стенке, ºС;
Δt2 — разность между температурой стенки со стороны раствора и температурой кипения раствора, ºС.
Распределение температур в процессе теплопередачи от греющего пара через стенку к кипящему раствору показано на рисунке 2.
Разность между температурой стенки со стороны раствора и температурой кипения раствора можем определить:
Коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящему раствору определяем по формуле (12). Физические свойства водного раствора NaNO3 найдем 
или [ 11. Приложение Б настоящих Методических указаний стр. 29 ].
, (12)
где: q — удельная теплота нагрузки, Вт/м2;
ρ — плотность раствора, кг/м3;
λ — теплопроводность раствора, Вт/м·К;
ρn— плотность пара, кг/м3;
σ — поверхностное натяжение раствора, Н/м;
C — удельная теплоёмкость раствора, Дж/кг·К;
μ — вязкость раствора, Па·с;
rвт— теплота парообразования вторичного пара, Дж/кг;
Таблица 5 - Физические свойства кипящих растворов NaNO3 и их паров
Параметры | Корпус |
Литература | ||
| 1 | 2 | 3 | ||
| Теплопроводность раствора λ. Вт/м·К; | 0,5126 | 0,511 | 0,5001 | |
| Плотность раствора ρn,кг/м3; | 1025,6 | 1041,66 | 1127,8 | |
| Теплоемкость раствора C, Дж/кг·К; | 3993 | 3894 | 3105 | |
| Вязкость раствора μ, Па·с; | 0,816*10-3 | 0,706*10-3 | 0,604*10-3 | |
| Поверхностное натяжение σ, Н/м; | 0,072 | 0,0723 | 0,0741 | |
| Теплота парообразования rв, Дж/кг | 2108,2*103 | 2178,4*103 | 2358*103 | |
| Плотность пара ρ0, кг/м3 | 2,81 | 1,516 | 0,1283 | |
|
|
|
Проверим правильность первого приближения:
Для второго приближения задаёмся Δt1 = 3 ºС. Тогда
Для расчета в третьем приближении строим графическую зависимость q от ∆t1 и определяем ∆t1 = 1,83 
Q, кВт
 |
.
Рисунок 3 - Зависимость удельной нагрузки q от разности температур. Тогда имеем:
∆t1 
Так как расхождение 
не превышает 3% расчёт коэффициентов а1 и а2 на этом заканчиваем.
Коэффициент теплопередачи в первом корпусе:
В других корпусах:
