Расчет коэффициентов теплопередачи

Коэффициент теплопередачи для первого корпуса определяют по уравнению аддитивности термических сопротивлений:

.

Примем, что суммарное термическое сопротивление равно термическому сопротивлению стенки и накипи . Термическое сопротивление загрязнений со стороны пара не учитываем. Получим:

.

Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке равен ,

где - теплота конденсации греющего пара, Дж/кг; - соответственно плотность (кг/м³), теплопроводность (), вязкость () конденсата при средней температуре пленки , где - разность температур конденсации пара и стенки, .

Расчет ведут методом последовательных приближений. В первом приближении примем . Тогда

.

Для установившегося процесса передачи тепла справедливо уравнение

,

где q – удельная тепловая нагрузка, Вт/м²; - перепад температур на стенке, ; - разность между температурной стенки со стороны раствора и температурой кипения раствора, .

Отсюда

Тогда

.

Распределение температур в процессе теплопередачи от пара через стенку к кипящему раствору показано на рис. 1.2.

Коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящему раствору для пузырькового кипения в вертикальных кипятильных трубках при условии естественной циркуляции раствора [7] равен

Подставив численные значения, получим:

Физические свойства кипящих растворов К₂СО₃ и их паров приведены ниже:

Параметр	Корпус
Теплопроводность раствора	0,669	0,641	0,623
Плотность раствора
Теплоемкость раствора
Вязкость раствора	2,25	3,06	8,17
Поверхностное натяжение	77,0	77,748	79,046
Теплота парообразования		2141,1	2339,6
Плотность пара	3,7321	2,0591	0,18098

Проверим правильность первого приближения по равенству удельных тепловых нагрузок:

Как видим, .

Для второго приближения примем .

Пренебрегая изменением физических свойств конденсата при изменении температуры на 1,0 град, рассчитаем по соотношению

Получим:

;

Как видим, .

Если расхождение не превышает 3% расчет коэффициентов и на этом заканчивают. Находим :

.

Далее рассчитаем коэффициент теплопередачи для второго корпуса . Для этого найдем:

.

;

Как видим, .

Определим :

.

Рассчитаем теперь коэффициент теплопередачи для третьего корпуса :

.

;

Как видим, .

Определим :

.

Дата добавления: 2015-07-11