Расчёт коэффициентов теплопередачи

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 4Следующая ⇒

▷ Похожие статьи

Коэффициент теплопередачи для первого корпуса К₁ определяется по уравнению [1]:

(23)

Примем, что суммарное термическое сопротивление равно термическому сопротивлению стенки d_ст/l_сти накипи d_н/l_н. Термическое сопротивление загрязнений со стороны пара не учитываем. Получаем:

Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке равен:

(24)

где r₁ – теплота конденсации греющего пара, Дж/кг;

r_ж1, l_ж1, m_ж1 – соответственно плотность (кг/м³), теплопроводность [Вт/(м×К)], вязкость (Па×с) конденсата при средней температуре плёнки

[1], где Dt₁– разность температур конденсации пара и стенки, ^оС.

Первый корпус

Расчёт a₁ ведут методом последовательных приближений. В первом приближении примем Dt₁ =1,5 °С.

Основные физические свойства пара и конденсата приведены в таблице 5.

Таблица 5.

Физические свойства пара и конденсата

Для установившегося процесса передачи тепла справедливо уравнение:

(25)

где q – удельная тепловая нагрузка, Вт/м²;

Dt_ст – перепад температур на стенке, °С;

Dt₂ – разность между температурой стенки со стороны раствора и температурой кипения раствора, °С.

Отсюда

Тогда

(26)

Таблица 6.

Физические свойства кипящих растворов КOHи их паров

Коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящему раствору для пузырькового кипения в вертикальных кипятильных трубках при условии естественной циркуляции раствора [1]:

(27)

где λ – теплопроводность раствора, Вт/(м∙К);

μ – динамическая вязкость раствора, Па∙м;

σ – поверхностное натяжение, Н/м;

ρ₁ – плотность жидкости, кг/м³;

ρ₀ – плотность пара при р =0,098 МПа, кг/м³;

q– плотность теплового потока, Вт/м²;

r– теплота парообразования при р_вп, кДж/кг;

ρ_п – плотность пара при р_вп, кг/м³.

Физические свойства кипящего раствора NaOHприведены в таблице 6.

Подставим численные значения и получим:

Проверяем правильность первого приближения по равенству удельных тепловых нагрузок:

Как видно, q¢» q¢¢.

Так как расхождение тепловых нагрузок не превышает 5%, то на этом расчёт коэффициентов a₁ и a₂ заканчиваем.

Тогда

(28)

Далее рассчитываются коэффициенты теплопередачи для второго и третьего корпусов.

Коэффициенты теплопередачи для корпусов

Распределение полезной разности температур

Полезные разности температур в корпусах установки находим из условия равенства их поверхностей теплопередачи [1]:

(29)

где Dt_пj, Q_j, K_j - полезная разность температур, тепловая нагрузка, коэффициент теплопередачи для j –го корпуса.

Подставив численные значения, получим

Проверка суммарной полезной разности температур установки:

Поверхность теплопередачи выпарных аппаратов рассчитываем по формуле (1):

Сравнение распределённых из условия равенства поверхностей теплопередачи и предварительно рассчитанных значений полезных разностей температур представлено в таблице 10.

Таблица 10.

Сравнение распределительных и предварительно рассчитанных значений полезных разностей температур

Как видно, полезные разности температур, рассчитанные из условия равного перепада давления в корпусах и найденные в первом приближении из условия равенства поверхностей теплопередачи в корпусах, существенно различаются. Поэтому необходимо заново перераспределить температуры (давления) между корпусами установки.

Познавательные статьи:



Психологические особенности спортивного соревнования

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Занятость населения и рынок труда

Социальный статус семьи и её типология