Расчет коэффициентов теплопередачи

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

 

.

 

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

 

( ).

Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке α1 находится по уравнению (3.16):

 

где r1—теплота конденсации греющего пара, Дж/кг; ρж1, λж1, μж1 —соответственно плотность (кг/м3), теплопроводность (Вт/(м·К)), вязкость (Па с) конденсата при средней температуре пленки tпл=tг1t1/2, где Δt1— разность температур конденса­ции пара и стенки, град.

Расчет α1, ведут методом последовательных приближений. В первом приближении примем разность температур конденса­ции пара и стенки Δ 1 =2,0 оС. Тогда

Из уравнения (3.22) находится перепад температур на стенке:

Δtст= α1 Δ ∑δ/λ=10500 оС.

И разность температур конденсации пара и стенки со стороны раствора и его температурой кипения Δ :

Δ 2= Δt1- Δtст - Δ 1=13,13-6,03-2=5,1 оС.

Распределение температур в процессе теплопередачи от пара через стенку к кипя­щему раствору показано на рис. 4.4.

Коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящему раствору α2, для пузырькового кипе­ния в вертикальных кипятильных трубках при условии естественной циркуляции рас­твора находиться по уравнению (3.17):

 

Физические свойства кипящих растворов КОН и их паров из табл.4.2 приведены (табл. П1, П2, П27-П30):

Таблица 4.2

Параметр Корпус
Теплопроводность раствора λ, Вт/ 0,61 0,62 0,69
Плотность раствора ρ, кг/м3
Теплоемкость раствора с, Дж/
Вязкость раствора μ, 0,1 0,29 0,7
Поверхностное натяжение σ, Н/м 0,058 0,066 0,099
Теплота парообразования rв, Дж/кг 2068 2148 2372
Плотность пара ρн, кг/м3 3,75 2,0 0,098

Проверим правильность первого приближения по равенству удельных тепловых нагрузок:

= α1 Δ 1=10500 = 21000 Вт/м2;

= α2 Δ 2=7355 = 37510 Вт/м2.

 

Как видим, .

Для второго приближения примем Δ 1 = 3,0 оС.

Пренебрегая изменением физических свойств конденсата при изменении температуры на 1,0 оС, рассчитаем α1 по соотношению:

 

Вт/(м2·К)

Получим:

оС;

Δt2=13,13-3-8,18=1,95 оС;

Вт/(м2·К);

=9500 = 28500 Вт/м2; =8834 = 17220 Вт/м2.

 

 
 

Очевидно, что .

 

Рис. 4.4. Распределение температур в процессе теплопередачи от пара к кипящему раствору через многослойную стенку: 1 - пар; 2 - конденсат; 3 – стенка; 4 – накипь; 5 – кипящий раствор

 

Рис. 4.5. Зависимость удельной тепловой нагрузки q от разности температур Δ

 

Для расчета в третьем приближении строим графическую зависимость удельной тепловой нагрузки q от разности температур между паром и стенкой в первом корпусе (рис. 4.3) и определяем Δ 1=2,6 оС. Получим:

 

Вт/(м2·К);

оС;

кип =13,13-2,6-7,34=3,19 оС;

 

Вт/(м2·К);

 

=9833 = 25570 Вт/м2; =8276 = 2640Вт/м2.

 

Как видим, .

Если расхождение между тепловыми нагрузками не превышает 3 %, расчет коэффициентов α1 и α2 на этом заканчивают. Находим К1, :

=1/(1/9833+2,87 +1/8276)=1963 .

 

Далее рассчитаем коэффициент теплопередачи для второго корпуса К2 , . Для этого найдем:

 

;

 

оС;

кип =19,56-4,1-10,16=5,3 оС;

 

= 8633 = 35395 Вт/м2;

= 6848 = 36294 Вт/м2.

Как видим, .Определим К2:

.

Рассчитаем теперь коэффициент теплопередачи для третьего корпуса К3, найдем:

;

 

оС;

Δt2 = 53,17-16,0-26,3=10,87 оС;

 

=5722 = 91550 Вт/м2; = 8317 = 90410 Вт/м2.

Как видим, . Найдем К3:

.






Дата добавления: 2016-05-28; просмотров: 2898; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2019 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей. | Обратная связь
Генерация страницы за: 0.013 сек.