ний режим руху і швидкість течії води в трубках апарату w2 »1,0 м/с [2, с. 192].
Для виготовлення теплообмінника виберемо труби сталеві безшовні діаметром 25? 2 мм.
Необхідне число труб в апараті n, що забезпечує таку швидкість, визначимо з рівняння витрати
(3)
Де
== 4.34? 10-2 м 3/с -
об'ємний витрата води; вн=0,021 м - внутрішній діаметр теплообмінних труб; - число труб в апараті, шт.;=1,0 м/с - швидкість руху води в трубах апарату.
З формули (3)
===125.4
Такому числу труб в одному ході n=125 шт. і площі поверхні апарату F=46.3 м2 по ГОСТ 15118-79 і ГОСТ 15122-79 якнайповніше відповідає двоходовий теплообмінник діаметром 600 мм, із загальним числом труб 240, числом труб на один хід 120 шт., довжиною теплообмінних труб 3 м і площею поверхні F=57 м2.
Перевіримо швидкість руху води в трубах апарату
Значення швидкості знаходиться в рекомендованих межах, тому вибір конструкції апарату закінчений.
Так як теплоносії (пара і вода) не є агресивними, то для виготовлення основних вузлів і деталей (ГОСТ 15120-79) вибираємо матеріали по групі матеріального виконання М1: кожух - У Ст 3 ст 5 ГОСТ 14637-79; кришки - У Ст 3 ст 5 ГОСТ 14637-79; труби - сталь 10 ГОСТ 8733-87.
Коефіцієнт теплопровідності сталі -
[1].
1.6 Наближений розрахунок коефіцієнтів тепловіддачі і коефіцієнта теплопередачі
Наближеним розрахунком називається розрахунок коефіцієнтів a і К за формулами, що не враховує вплив температури стінки теплопередающей поверхні на інтенсивність тепловіддачі.
Коефіцієнт тепловіддачі при конденсації водяної пари на пучку вертикальних труб розраховується за формулою [1, с. 24]
(4)
де D - масова витрата пара; D=1,115 кг/с, - число труб в апараті зовнішнім діаметром d; d=0,025 м; n=56 шт;
- в'язкість, щільність і теплопровідність конденсату при температурі конденсації.
За формулою (4)
Режим руху води в трубках апарату- турбулентний, оскільки
.
Для розрахунку процесу тепловіддачі в закритих каналах при турбулентному режимі руху і помірних числах Прандтля (Рr lt; 80) рекомендується рівняння [2, с. 195]
(5)
- критерій Нуссельта;
- критерій Рейнольдса;
- критерій Прандтля;
- відношення, що враховує вплив напрямку теплового потоку (нагрівання або охолодження) на інтенсивність тепловіддачі.
Ставлення приймаємо рівним 1, тоді за формулою (5)
Приймаємо теплову провідність забруднень з боку гріє пара [1, табл. ХХХI]
а з боку води [1, табл. XXXI];
Тоді
де? Rст - сума термічних опорів всіх шарів, з яких складається стінка, включаючи шари забруднень.
Так як теплообмінна трубка тонкостінна (dвн gt; dн), то для розрахунку коефіцієнта теплопередачі застосовують формулу для плоскої стінки
(6)
де a 1, a 2 - коефіцієнти теплопередачі з боку пари і води, Вт/(м 2? К);
? Rст - сума термічних опорів.
За формулою (6)
Розрахункова площа поверхні теплообміну за формулою (1)
Так як площа обраного апарату F=57,0 м2 перевищує необхідну Fp=48,4 м2, то вибраний апарат з площею поверхні теплообміну F=57,0 м2, з довжиною труб L=3 м залишаємо для уточненого розрахунку.
1.8 Позначення теплообмінного апарату
. Діаметр кожуха D=600 мм по ГОСТ 9617-76.
. Тип апарату ТНВ - теплообмінник з нерухомими трубними гратами вертикальний.
. Умовний тиск в трубах і кожусі - 0,6 МПа.
. Виконання за матеріалом - М1.
. Виконання по температурному межі - 0 - звичайне.
. Діаметр труби - 25 мм.
. Стан поставки зовнішньої труби - Г - гладка.
. Довжина труб - 3,0 м.
. Схема розміщення труб - Ш - по вершинах рівносторонніх трикутників.
. Число ходів - 2.
Гр...
