Уточненный расчет поверхности теплообмена

Определим расход охлаждающей воды:
MACROBUTTON MTPlaceRef \* MERGEFORMAT SEQ MTEqn \h \* MERGEFORMAT (2.9)
MACROBUTTON MTPlaceRef \* MERGEFORMAT SEQ MTEqn \h \* MERGEFORMAT (2.10)
= 5988,07 кг/ч
Фактическое значение скорости воды в трубках составит:
MACROBUTTON MTPlaceRef \* MERGEFORMAT SEQ MTEqn \h \* MERGEFORMAT (2.11)
где n – количество труб в аппарате, 240 шт.;
z – число ходов, 2 шт.
dвн – внутренний диаметр труб, м;
dвн = dнар - 2 s MACROBUTTON MTPlaceRef \* MERGEFORMAT SEQ MTEqn \h \* MERGEFORMAT (2.12)
где dнар – заданный наружный диаметр труб, 25 мм;
s – толщина стенки трубы, 2,5 мм.
м/с
Скорость течения воды составляет 0,5…1,5 = 0,98 м/с, что соответствует требованиям к аппарату.
Определяем критерий Рейнольдса, характеризующего режим течения воды:
, MACROBUTTON MTPlaceRef \* MERGEFORMAT SEQ MTEqn \h \* MERGEFORMAT (2.13)
где ω – скорость течения воды, 0,98 м/с;
ν – кинематическая вязкость воды, 6,38.10-7 м2/с.
По значению Re определяем режим течения жидкости и вид критериального уравнения для определения критерия Нуссельта

. Так как Re≥10 000, то режим течения турбулентный.
Для турбулентного режима:
Nuw = 0,023Re0,8Prw0,4 MACROBUTTON MTPlaceRef \* MERGEFORMAT SEQ MTEqn \h \* MERGEFORMAT (2.14)
Nuw = 0,023 . 30751,450,8 . 4,1560,4 = 158,30
Определяем коэффициент теплоотдачи со стороны воды по формуле:
MACROBUTTON MTPlaceRef \* MERGEFORMAT SEQ MTEqn \h \* MERGEFORMAT (2.15)
Вт/(м2·К)
Определяем коэффициент теплоотдачи при конденсации четыреххлористого углерода для горизонтальных труб:
, MACROBUTTON MTPlaceRef \* MERGEFORMAT SEQ MTEqn \h \* MERGEFORMAT (2.16)
где r – теплота парообразования при температуре конденсации, Дж/кг;
- плотность конденсата, кг/м3;
g – ускорение свободного падения, м2/с;
- теплопроводность конденсата, Вт/(мК);
- коэффициент динамической вязкости конденсата, 5,052.10-4 Пас;
d – наружный диаметр трубы, 0,025 м;
tн и tc – соответственно температуры насыщения и стенки, С [4, c.28].
tс = (76,2 + 10)/2 = 59,1 оС
1435,44 Вт/(м2·К)
Расчет коэффициента теплоотдачи «К» проведем с помощью формулы 2.19, используя ранее полученные данные.
MACROBUTTON MTPlaceRef \* MERGEFORMAT SEQ MTEqn \h \* MERGEFORMAT (2.17)
где - сумма термических сопротивлений стенки труб из нержавеющей стали (Ст3) и загрязнений со стороны воды и пара [2, c.75].
Определим значение суммарного термического сопротивления стенки загрязнений:
м2.К/Вт
Определим коэффициент теплопередачи К по формуле (2.17):
Вт/м2∙К
Требуемая площадь поверхности теплообмена составит:
MACROBUTTON MTPlaceRef \* MERGEFORMAT SEQ MTEqn \h \* MERGEFORMAT (2.18)
Подставив численные значения, получим:
м2
Таким образом, по уточненному расчету выберем двухходовой теплообменник с близкой поверхностью теплообмена 38 м2 с диаметром кожуха 600 мм и 240 трубками 25×2 длиной 2,0 м