? t 1=q /? 1=11235/160,5=70 0 С.
? t ст=q *? r ст=11235 * 3,87 * 10 - 4=4,34 0 С.
? t 2=q /? 2=11235/205,55=54,66 0 С.
Перевіримо
? t ср =? t 1 +? t ст +? t 2=70 + 4,34 + 54,66=129 0 С.
Тоді температура стінки 2:
Cт2 =? t 2 + t 2=38 + 54,66=92,66 0 С.
Тобто температура стінки вище температури кипіння суміші, значить біля стінки пар. Тому можна не враховувати опір пристенного шару рідини ((? 2 /? Cт2)=1).
. 2.15 Перерахунок раніше отриманих даних: температури стінки, критерію Нуссельта і коефіцієнта тепловіддачі
Внесемо поправку, приймемо нову температуру стінки Перерахуємо Nu 2 і? 2.
2=0,022 * Re 2 0,8 * Pr 2 0,4=0,022 * 13239 0,8 * 4,65 0,4=80,7.
Тоді коефіцієнт тепловіддачі від стінки до бінарної суміші:
? 2=Nu 2 *? 2/d 2=80,7 * 0,191/2,1 * 10 - 2=734 Вт/м 2 * К.
Коефіцієнт теплопередачі буде дорівнює:
Тоді щільність теплового потоку через стінку:
q=K *? t cp=124,7 * 129=16090,8 Вт/м 2
Площа поверхні теплопередачі:
F=Q/q=456010,7/16090,8=28,34 м 2.
Площа одного теплообмінника з діаметром кожуха 325 мм і довжиною труб l=4 м:
F 1 =? * d ср * n * l тр=3,14 * 0,023 * 62 * 4=17,91 м 2.
1.2.16 Визначення запасу поверхні теплообмінника
Запас поверхні теплообмінників складе:
(2 * F 1 - F)/F=(17,91 * 2 - 28,34)/28,34=0,264 або 26,4%.
Запас для нормальної роботи системи достатній, тому нормальний запас повинен знаходитися в межах 25-50%. Приймаються до установки 2 теплообмінника з діаметром кожуха D=400мм, числом труб n=62, довгою труб lтр=4 м, площею теплопередачі F=52 м і з запасом поверхні 0,25, причому третій - резервний теплообмінник, з таких міркувань: вільний запас поверхні становить 25%; мала металоємність конструкції; обслуговування більш економічне. Також зробимо розрахунок діаметрів штуцерів для побудови прийнятого кожутрубчатого теплообмінника: Діаметр штуцерів для пара розраховується:
де V 1 - об'ємна витрата пара, м 3/с, W 1 - швидкість пари в міжтрубному просторі, м/с
2. Гідравлічний розрахунок
. 1 Теоретичне обґрунтування
Внутрішня задача гідродинаміки, до якої відноситься рух рідини всередині трубопроводів, описується системою рівнянь Нав'є-Стокса [1], c.55. Але рішення системи диференціальних рівнянь в приватних похідних являє собою складну математичну задачу. Для спрощення цієї задачі використовують теорію подібності, методи якої дозволяють замінити систему рівнянь Нав'є-Стокса узагальненим критеріальним рівнянням гідродинаміки:
де Eu - критерій Ейлера; е - критерій Рейнольдса; - критерій Фруда;
Але - Критерій гомохромності;
Г - геометричний симплекс.
Критерій Ейлера визначається рівнянням:
де? Р - перепад тисків, Па;
?- Щільність переміли рідини, кг/м 3; - швидкість руху рідини, м/с.
Критерій Рейнольдса визначається рівнянням:
де I - характерний розмір, м (для внутрішньої задачі гідродинаміки в якості характерного розміру беруть внутрішній діаметр трубопроводу, тобто I=d е);
?- В'язкість рідини, Па * с.
Критерій Фруда визначається рівнянням:
Критерій гомохромності визначається рівнянням:
де?- Час, с.
Геометричний симплекс визначається рівнянням:
Зазвичай рішення узагальненого критеріального рівняння представляється у вигляді статечної функції:
де A, m, n, p, q - емпіричні коефіцієнти.
У цьому випадку рішення зводиться до знаходження в літературі значень A, m, n, p, q.
Спочатку узагальнене рівняння піддають аналізу з погляду умови задачі. Якщо в задачі не обумовлена ??особливо нестаціонарність потоку або це не випливає з умов, то можна вважати потік стаціонарним, тобто величина ступеня р=0 і критерієм гомохромності можна ...
