p>
діаметр труб і товщина стінки d? ?=20? 2 мм;
число ходів z=2;
загальне число труб n=1 138;
висота труб H=4 м;
площа поверхні теплообміну F=286 м2.
Розрахунок коефіцієнта тепловіддачі від стінки до води
Швидкість течії води в трубах
Число Рейнольдса
де - внутрішній діаметр труби.
Режим течії води в трубках турбулентний, оскільки Re2? 104, тому можна скористатися формулою для визначення числа Нуссельта по [4]
де? l=1 - поправка, що враховує відношення l/d так як l/d=200 gt; 50.
Коефіцієнт тепловіддачі від стінки до води
Розрахунок коефіцієнта тепловіддачі від пара до стінки
Так як в теплообміннику відбувається конденсація пари на зовнішній поверхні вертикально розташованих труб, використовую наступну формулу коефіцієнта тепловіддачі від пари до стінки по [4]
Коефіцієнта теплопередачі
де=0,002 м - товщина стінки, Вт/(м · К) - теплопровідність стали з табл. 1 з [1].
Необхідна площа поверхні теплообміну
зіставляти стандартну поверхню теплообміну з необхідною
.
Підходить теплообмінник з номінальною поверхнею 286 м2 і запасом 22%. На малюнку 2 представлена ??схема цього теплообмінного апарату. Умовне позначення 1000ТВК - 7-М1-О/20-4-2 гр. А:
мм - діаметр кожуха; Т - теплообмінник; В - вертикальний; К - конденсатор; 7 ата (0,7 МПа) - тиск у трубному просторі; М1 - матеріал групи 1; О - звичайного виконання по температурному обмеженню; 20 мм - зовнішній діаметр труб; 4 м - висота труб; 2 - двоходовий по трубному простору; гр. А - для нагріву і охолодження не вибухонебезпечних пожежобезпечних середовищ і середовищ, що не володіють токсичністю.
Малюнок 2 - Вертикальний кожухотрубчасті двоходовий (по трубному простору) теплообмінник: 1 - кришка розподільчої камери; 2 - розподільна камера; 3 - кришка; 4 - штуцер; 5 - перегородка з сегментним вирізом; 6 - кожух; 7 - теплообмінні труби
6. Вибір пластинчастого теплообмінника зі стандартного ряду
З табл. 2.13 і 2.14 по [4] вибираю стандартний пластинчастий теплообмінник з параметрами (рис.3):
площа поверхні теплообміну F=200 м2;
кількість пластин N=340 шт.;
площа пластини f=0,6 м2;
еквівалентний діаметр каналу d е=8,3 мм;
приведена довжина каналу L=1,01 м;
поперечний переріз каналу S=0,00245 м2.
Швидкість рідини в каналах
де G2=40 кг/с - витрата нагрівається теплоносія; ? 2=961,85 кг/м3 - щільність води; N=340 шт.- Кількість пластин апарату; S=0,00245 м2 - поперечний переріз каналу.
Число Рейнольдса з [4]
де d=8,3 мм - еквівалентний діаметр каналу; ? 2=300,5 · 10-6 Па · с - динамічний коефіцієнт в'язкості води.
Число Нуссельта
.
Коефіцієнт тепловіддачі до рідини з [4]
Для визначення коефіцієнта тепловіддачі від пара приймемо, що gt ;. Тоді в каналах з наведеної довжиною отримаємо формулу з [4]
де кг/с - витрата пари; Па · с - динамічний коефіцієнт в'язкості конденсату; м2 - площа поверхні теплообміну. ??
Коефіцієнт тепловіддачі від пари з [4]
Вт/(м2 · К).
Коефіцієнта теплопередачі
Необхідна поверхню теплообмінника
зіставляти стандартну поверхню теплообміну з прийнятою
Підходить теплообмінник з номінальною поверхнею 200 м2 і запасом 6,5%. На малюнку 3 представлена ??схема цього теплообмінного апарату. Умовне позначення ТППР 0,6Е - 200-1-2-10:
Т - теплообмінник; П - пластинчастий; ПР - напів-розбірний; 0,6 м2 - площа однієї пластини; Е - тип пластин; 200 м2 - площа поверхні теплообміну; 1 - на консольної рамі; 2 - марка матеріалу; 10 - марка матеріалу прокладки (стійка гума СУ - 359).
Малюнок 3 - Принципова конструкція пластинчастого пакетного розбірного теплообмінника: I - нагрівається теплоносій - вода; II - гріючий теплоносій - пар
Порівняльний аналіз теплообмінних апаратів
За результатами розрахунків можна виконати порівняльний аналіз теплообмінних апаратів (табл. 1). Пластинчастий теплообмінник є більш вигідним у використанні, так як його коефіцієнт теплопередачі більше, ніж у кожухотрубчасті.
Також пластинчастий теплообмінник зручніший в експлуатації і транспортування, через невеликі габари...
