? 2 (суміші)=0,45 * 2,68 * 10-4 + 0,55 * 4,5 * 10-4=3,68 * 10-4 Па * с
Для бінарної суміші динамічний коефіцієнт в'язкості складе:
? 2=0,000368 Па * с;
- внутрішній діаметр труб теплообмінника, м.
Труби в теплообміннику стандартні:
.
Розрахуємо швидкість в трубному просторі:
W 2=Re 2 *? 2/(d 2 *? 2)=10 4 * 0,000368/(2,1 * 10 - 2 * 773,325)=0,2266 м/с.
Тоді поперечний переріз трубного простору становить:
2=V 2/W 2=0,0065/0,23=0.028 м 2.
1.2.6 Вибір теплообмінного апарату
На підставі вище отриманих даних і таблиці 4.12 [3], с.215 приймемо до розрахунку теплообмінник з параметрами:
діаметр кожуха: D=325 мм;
діаметр труби:
число труб: n=62;
- орієнтовна площа теплообмінника:;
довжина труби:;
поперечний переріз трубного простору:
1=2,1 * 10-2 м2; 2=2,9 * 10-2 м2.
Теплообмінник може застосовуватися в промисловості, так як оптимальні значення довжини, площі труб, коефіцієнта теплопередачі і запас поверхні, низька загрязняемость поверхні теплообміну внаслідок високої турбулентності потоку рідини.
1.2.7 Визначення швидкості і критерію Рейнольдса трубного простору
Визначимо швидкість в трубах:
2=V 2 /(0.785*d 2 2 * n)=0,0064656/(0,785 * (2,1 * 10 - 2) 2 * 62)=0,3 м/c.
Визначимо критерій Рейнольдса для трубного простору, який характеризує співвідношення між силами інерції і силами тертя:
2=W 2 * d 2 *? 2 /? 2=0,3 * 2,1 * 10 - 2 * 773,325/3,68 * 10 - 4=13 239
1.2.8 Визначення об'ємної витрати водяної пари
Знайдемо об'ємна витрата водяної пари:
- щільність водяної пари при t1=1670C і Р=0,75 МПа, кг/м3. [3], таблиця IV, с.512.
де - питомий об'єм водяної пари, м3/кг [4], таблиця II - 1, с.26
? 1=0,25548 м3/кг
? 1=1/0,25548=3,9 кг/м3
G1=0,22 кг/с
Виходячи з отриманих даних, об'ємний витрата водяної пари складе:
1=0.22/3.9=0.0564 м3/с
1.2.9 Визначення швидкості і критерію Рейнольдса в міжтрубномупросторі
Визначимо швидкість в міжтрубному просторі:
1=V 1/S 1=0,0564/2,9 * 10 - 2=1,945 м/с
Визначимо критерій Рейнольдса для міжтрубному простору:
1=W 1 * d 1 *? 1 /? 1
де - динамічна в'язкість для водяної пари при t 1=167? C і P=0,75МПа, Па * с [4], таблиця II-V, с.179
Точне табличне значення відсутній для даного тиску, тому зробимо розрахунок, виходячи з найближчих табличних значень:
? 1=14,65 * 10 - 6
Re 1=1,945 * 0,025 * 3,9/14,56 * 10 - 6=12943,4
. 2.10 Розрахунок критеріїв Грасгофа і Прандтля для бінарної суміші
Складемо теплову схему процесу:
Малюнок 1.1.5 - Теплова схема процесу
У трубному просторі турбулентний рух Re 2=13239. Для обчислення критерію Нуссельта, згідно з даними [3] таблиці 4.1, с.151 потрібно скористатися однією з формул 4.23 - 4.28 з [3] таблиця 4.4, с.155. Для обчислення за цими формулами необхідно знати твір критеріїв Грасгофа і Прандтля.
Обчислимо критерій Грасгофа:
2=g * d 2 3 *? 2 *? T 2 *? 2 лютого /? 2 лютого,
де - прискорення вільного падіння, м/с 2;
- коефіцієнт об'ємного розширення бінарної суміші при t=50? С, таблиці XXXIII [3], с.531-532;
? 2=1,403 * 10 - 3
- різниця температур між стінкою і фазою, 0 С.
Різниця температур між стінкою і фазою вираховується як:
? t 2=t cт -t 2=50-38=12? C
Розрахуємо критерій Грасгофа:
Gr 2=g * d 2 3 *? 2 *? T 2 *? 2 лютого /? 2 2=9,81 * (2,1 * 10 - 2) 3 * 1,403 * 10 - 3 * 12 * 773.325 2 /(3.68*10 - 4) 2=7757754,8.
Обчислимо критерій Прандтля:
2=С 2 *? 2 /? 2,
де - коефіцієнт теплопровідності бінарної суміші,, малюнок Х, [3], с.561.
=0.45 * 0.1666 + 0.55 * 0.211=0.191 Вт/(м * К)
...
