Тепловые расчеты комплектующего оборудования - Основы технологического оборудования

Тепловой расчет спирального теплообменника.

T1 = 55 OС, t2 = 40 OС, t3 = 15 oС, t4 = 25 OС

Физические параметры теплоносителей при средней температуре потоков (при температуре раствора СаСО3 47,5 oС, охлаждающей воды 20 oС).

СаСО3

Н2О

Коэффициент теплопроводности, Вт/м*К

64,45*10-2

59,9*10-2

Плотность, кг/м3

995

998

Коэффициент кинематической вязкости, м2/с

0,582*10-6

1,01*10-6

Теплоемкость с, кДж/кг*К

4,18

4,19

Критерий РR

3,54

7,02

Тепловая нагрузка аппарата:

Расход охлаждающей воды:

Средняя разность температур:

Эквивалентный диаметр спирального теплообменника определяем по формуле: dЭ сторона не участвует в теплообмене. Приняв ширину канала равной 0,012 м, получаем значение эквивалентного диаметра dЭ = 2*0,012 = = 0,024 м.

Задавшись скоростью движения раствора = 0,5 м/с, находим площадь сечения канала теплообменника:

Откуда эффективная высота теплообменника (эффективная ширина ленты):

Принимаем ширину ленты в = 0,5 м ( из табл. 11.15 [2]), тогда площадь поперечного сечения канала f = 0,012*0,5 = 0,006 м2. Действительная скорость движения раствора СаСО3 По каналу теплообменника:

Определим значение критерия Re для раствора:

Приняв диаметр спирали теплообменника DC = 1 м, по формуле (304) [9] находим критическое значение Re:

По формуле (322) [9] определяем коэффициент теплоотдачи от раствора СаСО3 К стенке:

Откуда

Определяем значение Re для воды:

По формуле (322) определяем коэффициент теплоотдачи от воды к стенке:

Откуда

Задаваясь толщиной стенки спирального теплообменника Ст=0,002 и материальной стенки из стали Х18Н10Т с коэффициентом теплопроводности Ст=16 Вт/м*К, находим значение коэффициента теплоотдачи:

Находим поверхность теплообмена спирального теплообменника:

Длина листов спирали определяется из соотношения:

Число витков спирали, необходимое для получения эффективной длины, определяем по уравнению (294):

Где t = + Cт = 0,012 + 0,002 = 0,014 м;

D = 2r + t = 2*0,15 + 0,0144 = 0,314 м.

Наружный диаметр спирали, находим по формуле (304) критическое значение Re:

Таким образом, для раствора СаСО3: Re1 = 3835,5 < ReКр = 7569; для воды

Re2 = 3327 < ReКр = 7569.

Определим потерю напора теплоносителями при прохождении через каналы спирального теплообменника.

Для 0,7% раствора СаСО3 Потерю напора определяем по формуле (308):

Похожие статьи




Тепловые расчеты комплектующего оборудования - Основы технологического оборудования

Предыдущая | Следующая