p> Приймемо мінімальне значення коефіцієнта теплопередачі 800. При цьому орієнтовне значення поверхні теплообміну складе (4.4)
.
4.3 Вибір теплообмінника
У пластинчастих теплообмінниках поверхню теплообміну утворена набором тонких штампованих гофрованих пластин. Ці апарати можуть бути розбірними, полуразборнимі і нерозбірними (зварними). У пластинах розбірних теплообмінників є кутові отвори для проходу теплоносіїв. З табл. 2.3./3/вибираємо теплообмінник по ГОСТ 15518-83 і його конструктивні характеристики з табл. 2.14./3/
Таблиця 4.1
Поверхня теплообміну, м 2 600Чісло пластин, шт.464Масса апарату, кг12430Поверхность пластини, м 2 1,3Еквівалентний діаметр каналу, мм9,6Поперечное перетин каналу, м 2 0,00425Пріведенная довжина каналу, м1,47Діаметр умовного проходу штуцерів мм300
Середню температуру поглинача розраховуємо як середнє арифметичне його початковій і кінцевій температур (4.2).
Середня температура другий теплоносія визначається як
(4.8)
У подальших розрахунках відповідно певним температурам беруть всі фізичні властивості.
4.4 Визначення коефіцієнта тепловіддачі для поглинача
Приймаються температуру стінки з боку гарячого теплоносія рівний 26,16 ° C.
Температурний напір з боку поглинача становить/1 /:
, (4.9)
де температурний напір з боку поглинача, ° C;-температура стінки з боку поглинача, ° C.
Перед вибором рівняння для розрахунку критерію Нуссельта необхідно визначити режим течії теплоносія. Для визначення режиму течії теплоносія служить критерій Рейнольдса:
, (4.10)
де w-швидкість руху теплоносія в теплообміннику, м/с; d е - еквівалентний діаметр, м;-щільність теплоносія,; m-динамічний коефіцієнт в'язкості, Па? с.
Для визначення швидкості руху поглинача в міжтрубномупросторі служить наступне рівняння:
, (4.11)
де G-масова витрата поглинача; r-щільність поглинача в міжтрубномупросторі теплообмінника при температурі 31 ° С; N/2-число каналів (компонування пластин найпростіша, тобто по одному пакету (ходу) для обох потоків); 995,6/4 /; Sпр-поперечне перерізу каналу, 0,00425 м2/3 /.
Після визначення всіх складових рівняння для розрахунку критерію Рейнольдса можна розрахувати (4.10):
При турбулентному русі теплоносія (Re gt; 50) для визначення числа Нуссельта теплоносія/3 /:
(4.12)
Критерій Нуссельта дорівнює
(4.13)
Отже, коефіцієнт тепловіддачі для поглинача
Відносна теплове навантаження визначається з виразу
, (4.14)
4.5 Визначення коефіцієнта тепловіддачі для охолоджуючої води
Температура поверхні стінки з боку других теплоносія (охолоджуючої води) визначається по рівнянню/2 /:
, (4.15)
де Srст-сумарне термічний опір стінки і її забруднень,;
Розрахунок сумарного термічного опору стінки здійснюється за формулою/2 /:
(4.16)
де dст-товщина стінки, рівна 0,001 м/3 /; lст-коефіцієнт теплопровідності матеріалу стінки (нержавіючої сталі), 17,5/4 /; r1 і r2-термічні опори забруднень стінок з боку поглинача і охолоджуючої води,/4 /.
Після визначення невідомих величин по рівнянню (4.16) розраховується температура стінки з боку води:
Температурний напір з боку охолоджуючої води становить
, (4.17)
де температурний напір з боку охолоджуючої води, ° C;-температура стінки з боку охолоджуючої води, ° C.
Для розрахунку коефіцієнта тепловіддачі для води необхідно вибрати рівняння для розрахунку критерію Нуссельта. Перед вибором рівняння для розрахунку критерію Нуссельта необхідно визначити режим течії теплоносія в трубах.
Для визначення швидкості руху охолоджуючої води в трубах служить рівняння (4.11):
Критерій Рейнольдса:
Це значення відповідає турбулентному режиму руху води. Число Нуссельта визначається за формулою (4.12)
Отже, коефіцієнт тепловіддачі по (4.14):
Відносна теплове навантаження з боку охолоджуючої води за формулою (4.14):
Визначення похибки в розрахунку:
Т.к. похибка становить менше 5%, то прийнята температура стінки може вважатися задовільною і відповідної істині/4 /.
Визначення величини середньої теплового навантаження проводиться за наступним рівнянням:
. (4.18)
4.6 Визначення коефіцієнта теплопередачі і істинної ...
