Теплоотдача при пленочной конденсации водяного пара

Для водяного пара в случае конденсации на пучке горизонтальных труб осредненный по всему пучку коэффициент теплопередачи можно рассчитать по формуле:

(34),.

где — поправочный множитель, учитывающий влияние числа труб по вертикали; - наружный диаметр труб; =7285 (взято из /1/, табл.4.6, стр. 162 при температуре конденсации греющего пара); - разность средней температуры конденсации греющего пара и температуры стенки со стороны греющего пара :

(35).

Поправочный множитель находим по (/1/, рис. 4.7, стр. 162) для шахматного расположения труб и при числе рядов труб по вертикали :

;

Имеем:

Первое приближение.

Принимаем в первом приближении. Тогда температура стенки со стороны греющего пара равняется:

;

Тогда по формуле (3.29) получаем:

;

При этом удельный тепловой поток от пара к стенке равен:

;

Сумма термических сопротивлений равна:

.

где — соответственно термические сопротивления загрязнений со стороны греющего пара, стенки и со стороны раствора.

По (/1/, табл. XXXI, стр. 531) находим:

.

Для стенки:

(36).

где — толщина стенки, — коэффициент теплопроводности стали (/1/, табл. XXVIII, стр. 529).

;

;

Поскольку удельный тепловой поток от пара к стенке равен удельному тепловому потоку через стенку, то можно получить:

.

при этом — температура стенки со стороны раствора равна:

;

.

При температуре удельная теплоемкость, динамический коэффициент вязкости и коэффициент теплопроводности, вычисленные, соответственно, по формулам равны:

;

;

;

;

;

;

Подставляя найденные значения, получаем значение критерия Прандтля при температуре стенки:

;

;

По формуле 3.28 находим в коэффициент теплоотдачи от раствора к стенке:

;

Тогда удельный тепловой поток от стенки к раствору равняется:

.

где — вычисленная ранее средняя температура раствора.

.

Расхождение между и в первом приближении составляет.

.

Составляем таблицу 3.4, в которую заносим результаты первого и второго приближений, а также проверочный расчет.

Приближения и проверочный расчет.	Конденсация греющего пара.
I.			5,0.	1,078*104.	5,39*104.
II.		116.88.	8,13.	9,55*103.	7,76*104.
III.		115,73.	9,27.	9,24*103.	8,57*104.
Приближения и проверочный расчет.	Стенка и ее загрязнения.	Нагревание раствора.
I.		85,94.	2,065.	1,18*105.	2,98*106.
II.		67,82.	2.57.	1.12 *105.	7,92*105.
III.		64,59.	2,801.	1,096*105.	8,73*104.

Второе приближение.

;

;

;

.

Принимаем. Результаты — табл 3.4 строка II.

Расхождение по второму приближению: .

По результатам расчетов первого и второго приближения строим график. Полагая, что при малых изменениях температуры, поверхностные плотности и линейно зависят от, графически определяем (рис. 3.3, точка А).

Графическая зависимость.

Проверочный расчет.

Расчеты аналогичны расчетам первого приближения (см. табл. 3.4, строку III).

Расхождение и :

.

Коэффициент теплопередачи равен:

;

Поверхность теплообмена:

;

Так как, то истинную поверхность теплообменника рассчитывают по формуле:

м;

.

где — внутренний диаметр труб, — число труб, — длина труб.

;

.