ерез поверхню нагріву апарату, Вт, ([7]):
(1.2)
В
де і - середні питомі масові теплоємності гріє і агреваемого теплоносіїв, в інтервалі зміни температур від до і від до, відповідно, кДж/кг Г— К.
Температура нагрівається теплоносія на виході з теплообмінника, Вє С, ([7])
(1,3)
(Вє С)
Середня температура нагрівається теплоносія, Вє С:
(1.4)
(Вє С)
За температурі визначається значення методом лінійної інтерполяції ([3])
(кДж/кг Г— К)
Кількість теплоти в одиницю часу, сприйняте нагрівається теплоносієм, Вт, ([7]):
(1.5)
(кВт)
Методом лінійної інтерполяції визначається середня питома масова теплоємність гріючого теплоносія при температурі
(кДж/кг Г— К)
Для умови,, визначається температура гріючого теплоносія на виході з теплообмінника, Вє С:
, (1.6)
(Вє С)
Середня температура гріючого теплоносія, Вє С, ([7]):
(1.7)
(Вє С)
За температурі визначається значення. Уточнюється кількість теплоти, віддане гріючим теплоносієм в одиницю часу, Вт, ([7]):
(1.8)
(кВт).
Величина відносної похибки,%
,% (1.9)
%.
1.2 Визначення інтенсивності процесів теплообміну
У основу розрахунку коефіцієнтів тепловіддачі між теплоносіями і поверхнею стінки покладені критеріальні рівняння, отримані в результаті обробки численних експериментальних даних та їх узагальнення на основі теорії подібності.
1.2.1 Розрахунок інтенсивності тепловіддачі з боку гріючого теплоносія
За середньоарифметичному значенням температури визначаються значення фізичних властивостей гріючого теплоносія:
- щільність, кг/м Ві, (кг/м Ві);
- кінематичний коефіцієнт в'язкості, м ВІ/с, (м ВІ/с);
- коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м В· К), (Вт/(м В· К));
- критерій Прандтля,. br/>
У першому наближенні температура стінки, Вє С:
(1.10)
(Вє С)
За визначається
,
Критерій Рейнольдса для потоку гріючого теплоносія, ([7]):
(1.11)
В
де - середня швидкість гріючого теплоносія, м/с, ([7], стор.6), (м/с).
У результаті порівняння обчисленого значення = з критичним числом = 2300 встановлюємо, що режим течії рідини турбулентний і вибираємо критеріальне рівняння для розрахунку числа Нуссельта. Інтенсивність тепловіддачі в круглих трубках залежить від режиму руху теплоносія.
При турбулентному режимі течії рідини (Re> 2300) в круглих трубах і каналах число Нуссельта визначається за критеріальною залежності, ([7]):
(1.12)
В
Коефіцієнт тепловіддачі від гарячого теплоносія до стінки труби, Вт/(м ВІ В· К), ([7]):
(1.16)
(Вт/(м ВІ В· К)).
1.2.2. Розрахунок інтенсивності тепловіддачі з боку нагрівається теплоносія
За середньоарифметичному значенню температури визначаються значення фізичних властивостей нагрівається теплоносія ([3]):
- щільність теплоносія, кг/м Ві, (кг/м Ві);
- кінематичний коефіцієнт в'язкості, м ВІ/с, (м ВІ/с);
- коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м В· К), (Вт/(м В· К));
- критерій Прандтля,. br/>
Число Рейнольдса для потоку холодного теплоносія, ([7]):
(1.17)
В
де - середня швидкість нагрівається теплоносія, м/с, ([7], стр. 8), (м/с).
У результаті порівняння обчисленого значення з критичним числом = 1000 вибираємо критеріальне рівняння, за яким підраховується число Нуссельта.
При русі теплоносія в міжтрубному просторі коефіцієнт тепловіддачі розраховують за рівнянням ([7]):
(1.18)
.
За визначальний геометричний розмір приймають зовнішній діаметр теплообмінних труб.
Коефіцієнт тепловіддачі від стінок трубного пучка до нагрівається теплоносію, Вт/(м ВІ В· К), ([7]):
(1.20)
(Вт/(м ВІ В· К)).
1.3 Визначення коефіцієнта теплопередачі
Якщо (/) <2, то коефіцієнт теплопередачі для плоскої поверхні теплообміну з достатньою точністю визначається за формулою, Вт/(м ВІ В· К), ([7]):
(1.21)
(Вт/(м ВІ В· К))
де, - термічні опори шарів забруднень з обох сторін стінки, (м 2 В· К)/Вт ([1]), ((м 2 В· К)/Вт), ((м 2 В· К)/Вт);
- товщина стінки, м;
- коефіцієнт теплопровідності матеріалу трубок ([7], таблиця Д.1.3), Вт/(м В· К);
(Вт/(м В· К));
Товщина стінки трубки обчислюється за формулою, ([7]):
(1.22)
(мм)
Обчислене значення коефіцієнта теплопередачі порівнюється з орієнтовними значеннями k для відповідних теплоносіїв ([1]).
...
