Расчет вакуумно-выпарной установки

Так как , то нагрузки по корпусам рассчитаны с достаточной точностью и расчёт можно продолжать.

2.5 Расчёт коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи

В выпарном аппарате тепло передаётся от теплоносителя через стенку к кипящей жидкости. Передача тепла подчиняется общеизвестному уравнению

src="images/referats/12532/image065.png">, (17)

где Q – количество переданного тепла, Вт;

F – поверхность теплообмена, м2;

К – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2*оС);

- полезная разность температур, оС;

Коэффициент теплопередачи К рассчитывается по следующей формуле:

, (18)

где и - коэффициенты теплоотдачи от теплоносителя (греющего пара) к стенке и от стенки к кипящей жидкости, Вт/(м2* оС);

- толщина стенки, м;

- коэффициент теплопроводности стенки, Вт/(м2* оС);

- сумма термических сопротивлений загрязнений, (м2* оС)/ Вт;

Коэффициенты теплоотдачи рассчитываются по критериальным уравнениям, в которые входят следующие критерии подобия:

- критерий Нуссельта, характеризующий интенсивность

перехода тепла на границе поток – стенка;

- критерий Прандтля, учитывающий физические свойства

теплоносителя;

- критерий Рейнольдса, характеризующий соотношение сил

инерции и трения в потоке;

- критерий Галилея, характеризующий соотношение сил

тяжести и трения;

- критерий Грасгофа, характеризующий режим движения

при свободной конвекции ;

- критерий конденсации, характеризующий изменение

агрегатного состояния теплоносителя.

Критерии подобия включают величины, которые входят в условия однозначности и имеют следующие параметры:

- коэффициент теплопроводности среды, Вт/(м2* оС);

- динамический коэффициент вязкости, Па*с;

- кинематический коэффициент вязкости, м2/с;

с - удельная теплоемкость, кДж/(кг*оС);

g – ускорение свободного падения, м2/с;

w – скорость потока, м/с2;

l – определяющий геометрический размер, м;

-разница между температурами конденсации и стенки, в

критерии конденсации и в критерии ;

- коэффициент объёмного расширения, оС-1;

- плотность, кг/м3.

Теплоотдача от конденсирующегося пара осуществляется, как правило в условиях плёночной конденсации [3, 11]. Коэффициент теплоотдачи рассчитывается по критерию , который в свою очередь определяется произведением . В качестве определяющей температуры при выборе физических параметра конденсата принимается средняя температура стекающей плёнки:

, где .

Скрытая теплота конденсации определяется при . Определяющим размером принимается высота труб Н = 6 м [1]. Физические параметры конденсата определяются по [8, с. 537] для каждого корпуса (таблица 2).

оС

оС

оС

оС

Таблица 2 - Физические параметры конденсата

Рассчитываем критерии подобия и коэффициенты теплоотдачи от пара к стенке по корпусам:

- для первого корпуса

,

следовательно, критерий Нуссельта рассчитываем по уравнению

(19)

- для второго корпуса

 Скачать реферат