Процессы и аппараты химической технологии (стр. 7 из 9)

.

Поправочный множитель

находим по (/1/, рис. 4.7, стр. 162) для шахматного расположения труби при числе рядов труб по вертикали :

.

Имеем:

.

3.5.2.3 Расчет коэффициента теплопередачи

I. Первое приближение.

Принимаем в первом приближении

. Тогда температура стенки со стороны греющего пара равняется:

.

Тогда по формуле (3.29) получаем:

.

При этом удельный тепловой поток от пара к стенке равен:

.

Сумма термических сопротивлений равна:

,

где

- соответственно термические сопротивления загрязнений со стороны греющего пара, стенки и со стороны раствора.

По (/1/, табл. XXXI, стр. 531) находим:

,

.

Для стенки:

,

где

- толщина стенки, - коэффициент теплопроводности стали (/1/, табл. XXVIII, стр. 529).

,

.

Поскольку удельный тепловой поток от пара к стенке

равен удельному тепловому потоку через стенку , то можно получить:

,

при этом

- температура стенки со стороны раствора равна:

,

.

При температуре

удельная теплоемкость, динамический коэффициент вязкости и коэффициент теплопроводности, вычисленные, соответственно, по формулам 3.11, 3.15, 3.20 равны:

,

,

;

,

.

Подставляя найденные значения в формулу 3.27, получаем значение критерия Прандтля при температуре стенки:

.

По формуле 3.28 находим в коэффициент теплоотдачи от раствора к стенке:

.

Тогда удельный тепловой поток от стенки к раствору равняется:

,

где

- вычисленная ранее средняя температура раствора.

.

Расхождение между

и в первом приближении составляет

.

Составляем таблицу 3.4, в которую заносим результаты первого и второго приближений , а также проверочный расчет.

Таблица 3.5

Прибли-жения и провероч-ный расчет	Конденсация греющего пара
I	142,9	137.9	5,0	10485	52428
II	142,9	131,4	11,5	8514	97913
III	142,9	132.6	9,1	9027	82148
Прибли-жения и провероч-ный расчет	Стенка и ее загрязнения	Нагревание раствора
I		118,73	1,642	2181	116899
II		98,2	1,804	2130	75402
III		100,08	1,783	2137	83642

II. Второе приближение.

Принимаем

. Результаты - табл 3.5 строка II.

Расхождение по второму приближению:

.

По результатам расчетов первого и второго приближения строим график

. Полагая что при малых изменениях температуры, поверхностные плотности и линейно зависят от , графически определяем (рис. 3.3, точка А). Графическая зависимость

III. Проверочный расчет.

Расчеты аналогичны расчетам первого приближения (см. табл. 3.4, строку III).

Расхождение

и :

Коэффициент теплопередачи равен:

.

Поверхность теплообмена:

Так как

, то истинную поверхность теплообменника рассчитывают по формуле:

,

где

- внутренний диаметр труб, - число труб, - длина труб.

.

Запас поверхности:

.

3.5.3 Выбор типа аппарата

Поверхностная плотность теплового потока:

,

Определение температуры внутренней поверхности труб

:

;