Уточненный расчет площади поверхности теплообмена

Плотность пара при давлении кипения ρ_п и при атмосферном давлении ρ_по рассчитывается следующим образом:

(19)

(20)

Коэффициент теплоотдачи со стороны кипящей жидкости:

(21)

Для конденсата водяного пара при температуре конденсации ϴ=112,7°С физические свойства таковы: λ=0,676 Вт/(м*К), ρ=966,05 кг/м³, μ=0,321*10³ Па*с. Удельная теплота конденсации была найдена ранее: r=2227 кДж/кг. Тогда

Для получения функционального уравнения f (q_расч) =0 перепишем уравнение в следующем виде:

(22)

Для нержавеющей стали λ_ст=17,5 Вт/(м*К), толщина стенки труб теплообменника δ_ст=0,002 м. Принимаем термическое сопротивление загрязнений со стороны кипящей жидкости r_загр=1/5800 (м*К/Вт). Термическое сопротивление со стороны конденсирующегося насыщенного водяного пара пренебрегаем. Подставляем в выражение для 1/К_расч значение коэффициентов теплоотдачи, получаем:

Последнее уравнение для функции f (q_расч) решаем методом последовательного приближения.

Принимаем q_расч=43480 Вт/м², тогда

Проверим, не превышает ли найденное значение расчетной поверхностной плотности теплового потока q_расч, его критического значения q_кр, выше которого наступает нежелательный пленочный режим кипения:

(23)

Поскольку q_расч<q_кр, режим кипения в теплообменнике будет пузырьковым (ядерным). В противном случае следовало бы выбрать теплообменный аппарат с другими геометрическими характеристиками и проверить расчетом возможность его установки.

Расчетное значение площади поверхности теплопередачи находим по уравнению:

Определяем запас площади поверхности по формуле:

(24)

Дата добавления: 2015-11-14