, що надходить, і конденсату, який виходить з теплообмінника. Рівняння теплового балансу, припускаючи, що віддача тепла при охолодженні пара до температури конденсації і при охолодженні конденсату незначна:
Q = G гр (i 1п -i 1к ) = G 2 c 2 (t 2к -t 2п ), (1.5)
де
де G гр - витрата пари, що гріє,.
Припускаючи, що віддача тепла при охолодженні пари до температурі конденсації і при охолодженні конденсату незначна, рівняння теплового балансу (1.5) можна записати у вигляді:
Q = G гр r = G 2 c 2 (t 2к -t 2п ), (1.6)
де
r - питома теплота конденсації,.
За рівнянням (1.5) і (1.6) визначають витрати водяного пара. Якщо гріючийпар є вологим, то теплоту конденсації множимо на ступінь сухості водного пара. Якщо маємо теплові втрати в навколишнє середовище, то величину теплового навантаження необхідно помножити на коефіцієнт, який враховує теплові втрати. Ентальпію і питому теплоту конденсації, що гріє пара визначають за довідниками [6,10]. Коефіцієнт теплопередачі К,, для плоскої теплообмінної поверхні:
, (1.7)
де
a 1 , a 2 - коефіцієнти тепловіддачі відповідно для гарячого і холодного теплоносія,.
Коефіцієнт тепловіддачі показує, яка кількість теплоти передається від теплоносія до 1 м 2 поверхні стінки (або від стінки поверхнею 1 м 2 до теплоносія) в одиницю часу при різниці температур між теплоносієм і стінкою 1 град.
d ст - товщина теплообмінної стінки, (м);
l ст - коефіцієнт теплопровідності матеріалу стінки,
Коефіцієнт теплопровідності показує, яке кількість теплоти проходить внаслідок теплопровідності в одиницю часу через одиницю поверхні теплообміну при падінні температури на один градус на одиницю довжини нормалі до ізотермічної поверхні.
Коефіцієнти тепловіддачі визначають з критерію Нуссельта, а останній знаходять за різними критеріальним рівнянням залежно від конкретних умов теплообміну. У разі розвиненого турбулентного руху рідин у трубах і каналах (Re> 10000):
Nu = (1.8)
Для критеріїв Nu, Re і Pr за визначальну температуру приймається середня температура рідини, а для критерію Pr ст - температура стінки. За лінійними розмірами в критеріях Nu і Re береться внутрішній діаметр труби або еквівалентний діаметр каналу. При ламінарному русі (Re <2300):
Nu = (1.9)
Для повітряного теплоносія формули (1.8) і (1.9) відповідно:
Nu = 0,018 Re 0,8 ; (1.10)
Nu = 0,13 Re 0,33 Gr 0,1 . (1.11)
Для випадку руху теплоносія в міжтрубному просторі кожухотрубних теплообмінників:
Nu = С (d е Re) 0,6 Pr 0,33 , (1.12)
де
С - коефіцієнт, який враховує присутність сегментних перегородок в міжтрубному просторі;
d е - еквівалентний діаметр міжтрубному простору, (м).
, (1.13)
де
f - площина поперечного перерізу потоку, (м 2 );
П - периметр перерізу потоку, (м);
D - внутрішній діаметр кожуха, (м);
d - зовнішній діаметр труби, (м);
z - кількість ходів по трубному простору;
n - кількість труб в одному ході.
При поперечному обтіканні пучка труб (кут атаки 90 о) , шаховому і коридорному розташуванні труб відповідно:
Nu = (1.14)
Nu = (1.15)
Середню різницю температур, ( 0 С), у разі прямотеченія і протівотеченія визначають як среднелогаріфміческая різниця:
, (1.16)
де
Dt б , Dt м - велика і менша різниці температур між теплоносіями на кінцях теплообмінника, ( 0 С).
Якщо <2, то среднелогаріфміческая різниця можна замінити без помітної похибки середньоарифметичної різницею:
...
