Выбор конструкционного материала

Выбираем конструкционный материал, стойкий в среде кипящего раствора NH₄Cl в интервале изменения концентраций от 0, 8 % до 20%. Подбираем сталь хромистую, типа 2X13.

Коэффициент теплопроводности λ _ст=26 Вт(м.к)

Скорость коррозии 0, 1 мм/год

2.7 Расчёт коэффициентов теплопередачи

К₁=

Примем, что δ _ст/ λ _ст и накипи δ _н/λ _н, получим:

Σ δ /λ = 0, 002/ 25, 1+0, 0005/2= 2, 87*10^-4 м²*к

α ₁=2, 04 (r₁ρ _ж²₁λ _ж³)/(μ _ж1Н∆ t₁) = 2, 04 *10³*587²*0, 245*10³) / (0, 08*10³*4*2 = 26100 Вт/(м²*к)

∆ t_ст=26100*2*2, 15*10^-4= 11.2 град

тогда: ∆ _t2= 21- 11/2 -2= 7, 8

α ₂=18, 76(26100*2)^0.6= 12700

Проверим правильность первого приближения по равенству удельных тепловых нагрузок:

q′ =26100*2= 52200 Вт/м²

q″ =12700*7, 8= 99060 Вт/м²

Как видим q′ ≠ q″

примем ∆ t₁=3, 0 град

∆ _t2=21-3-20, 3=1, 8 град

α ₂=18, 76(23584*3)^{0, 6}=15233 Вт/(м²*к)

q′ =23584*3=70, 752

q″ =15233*1, 95=27, 419

q′ ≠ q″

Примем ∆ t₁=2, 3 град

α ₁=26100 2, 0/2, 3=15547

∆ t_ст=15547*2.3*2.87= 10, 2 град

∆ _t2=15, 1-10, 2-2, 3= 2.6

α ₂=18, 76(15547*2, 3)^{0, 6}=14111

q′ =15547*2, 3=35758 Вт/м²

q″ =14111*2, 6=36688 Вт/м²

Расхождение между тепловыми нагрузками не превышает 3%, расчёт коэффициентов α ₁ и α ₂ на этом заканчиваем.

К₁=1/ (1/15547+6.67*10^-4+1/4111)=1500 Вт/(м²*к)

a₁ = 8577(2/2, 3)^{0, 25} = 8282 Вт/м²× К.

Dt_ст = a₁Dt₁S(d_cт/l_ст) = 8282× 2, 3× 4, 6× 10^-4 = 8, 8 °С,

a₂ = A(a₁Dt₁)^{0, 6} = 9, 81(8282× 2, 3)^{0, 6} = 3627 Вт/м²× К.

q₁= a₁Dt₁ = 8282× 2, 3 = 19050 Вт/м².

q₂ = a₂Dt₂ = 3627× 5, 3 = 19226 Вт/м².

К₂=1/ (1/8282+7, 4*10^-4+1/ 12700)= 1350 Вт /(м²*к)