2020-01-14
139
Коэффициент теплопередачи рассчитываем, исходя из того, что при установившемся процессе передачи тепла справедливо равенство:
(1.13)
Коэффициент теплопередачи К в [Вт/(м2 К)] можно рассчитать по уравнению:
, (1.14)
где q – удельная тепловая нагрузка, Вт/м2; q = Q / F;
и 
– коэффициенты теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке и от стенки к кипящему раствору соответственно, Вт/(м2∙К);
– сумма термических сопротивлений стенки загрязнений и накипи, (м2∙К/Вт);
– разность температур между греющим паром и стенкой со стороны пара в первом корпусе, ºС;
– перепад температур на стенке, ºС;
– разность между температурой стенки со стороны раствора и температурой кипения раствора, °С.
Коэффициент теплоотдачи рассчитываем по уравнению:
, (1.15)
где 
– теплота конденсации греющего пара, Дж/кг;
– разность температур конденсата пара и стенки, ºС;
– соответственно плотность, кг/м3, теплопроводностьВт/(м∙К)и вязкость конденсата, Па∙с, при средней температуре плёнки:
|
|
|
Первоначально принимаем 
ºС.
Значения физических величин конденсата берём при t пл = 142,85ºС.
Коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящему раствору 
в условиях его естественной циркуляции для пузырькового режима в вертикальных трубах равен:
, (2.16)
где 
– плотность греющего пара в первом корпусе, 
– плотность пара при атмосферном давлении; 
– соответственно, теплопроводность, поверхностное натяжение, теплоемкость и вязкость раствора в первом корпусе.
Значения величин, характеризующих свойства растворов NaOH, представлены в таблице 1.5.
| Параметр | Корпус | ||
| 1 | 2 | 3 | |
Плотность раствора,  , кг/м3
| 1012,88 | 1031,88 | 1088,22 |
Вязкость раствора, 
| 1,151 | 1,2258 | 1,51 |
Теплопроводность раствора, 
| 0,5912 | 0,5886 | 0,5815 |
Поверхностное натяжение, 
| 73,4 | 74,28 | 77,0 |
Теплоёмкость раствора, 
| 3923 | 3831 | |
Проверим правильность первого приближения по равенству удельных тепловых нагрузок:
Как видим 
Для второго приближения примем 
Очевидно, что 
Для определения 
строим графическую зависимость тепловой нагрузки q от разности температур между паром и стенкой (см. рис. 1.1) и определяем = 1,1 ºС.
Проверка:
Как видим 
Рассчитываем коэффициент теплопередачи К 1 в первом корпусе:
Коэффициент теплопередачи для второго корпуса К 2 и третьего К 3 можно рассчитывать так же, как и коэффициент К1 или с достаточной точностью воспользоваться соотношением коэффициентов, полученных из практики ведения процессов выпаривания.Эти соотношения варьируются в широких пределах:
|
|
|
К1 : К2 : К3 = 1:(0,85 
0,5) 
(0,7 
0,3)
Поскольку – СaCl2 –соль, соотношение коэффициентов принимаем по верхним пределам.
К1 : К2 : К3 = 1: 0,85: 0,7
К2 = К1 
0,85 = 1096,5 0,85 =932 
К3 = К1 0,7 = 767,55 
