Уточненный расчет поверхности теплообмена

В соответствии с табл. 2.9 [6, с.57], соотношение n/z принимает наиболее близкое к заданному значение у конденсаторов с диаметром кожуха D, мм, диаметром труб dхs, мм, числом ходов z и общим числом труб n:

Наиболее близкую к ориентировочной поверхность теплопередачи имеет нормализованный аппарат с длиной труб L, м: F, м².

Определяли действительное число Re₂.

(4.5)

Определяли коэффициент теплоотдачи к воде a₂, Вт/(м²× Кпо уравнению

(4.6)

где l₂ - коэффициент теплопроводности воды, Вт/м× К;

Pr₂ = c₂m₂/l₂ - критерий Прандтля для воды;

Pr – критерий Прандтля для стенки.

По [8, с.537] принимали l₂ = 0, 616 Вт/(м× К); Pr₂ = 5, 56. Согласно [6, с.75], поправкой пренебрегали.

Коэффициент теплоотдачи от паров дистиллята a₁, Вт/(м²× К), конденсирующихся на пучке горизонтально расположенных труб, определяли согласно [6, с.53]

(4.7)

где e - коэффициент;

L – длина труб, м;

l₁ - коэффициент теплопроводности дистиллята, Вт/м× К;

m₁ – вязкость дистиллята, Па× с.

Дистиллят практически состоит из 2-х компонентов, поэтому значения физико-химических параметров принимали средними между этими веществами. По [4] принимали l₁; m₁, r₁. По [6, с.53] принимали e = 0, 6.

Определяли сумму термических сопротивлений стенки и загрязнений со стороны воды и паров дистиллята по формуле

(4.8)

где d_ст – толщина стенки трубы, м;

l_ст – коэффициент теплопроводности материала стенки, Вт/(м× К);

r_з1 – термическое сопротивление слоя загрязнений со стороны дистиллята, м²× К/Вт;

r_з2 – термическое сопротивление слоя загрязнений со стороны воды, м²× К/Вт.

В предварительно выбранном теплообменнике толщина стенки труб d_ст = = 2 мм = 0, 002 м. Для труб из нержавеющей стали, согласно [6, с.77], принимали l_ст = 17, 5 Вт/(м× К). Согласно [8, с.531], принимали: r_з1 = 1/11600 м²× К/Вт; r_з2 = 1/1860 м²× К/Вт.

Определяли коэффициент теплопередачи К, Вт/(м²× К)

(4.9)

Тогда требуемая поверхность теплообмена F, м²

(4.10)

Наиболее близкую к ориентировочной поверхность теплопередачи имеет нормализованный аппарат с длиной труб L, м: F, м², D, мм, диаметр труб, мм, подходит с запасом:

%

Параметры парциального конденсатора.