Определить поверхность теплообмена F и основные геометрические размеры конденсатора

Коэффициент теплопередачи в конденсаторе
k=4070*a*1,1*Wвdвн0,25x *1-0,52-0,002*dк*a1000*35-t1в2*1-z-210*1-t1в35*Фd
k=4070*0,90*1,1*2,0130,250,256 *1-0,52-0,002*40*0,90*0,951000*35-102*1-2-210*1-1035*1=2376,4 Вт/(м2*К)
x=0,12*a*1+0,15*t1в
x=0,12*0,90*0,95*1+0,15*10=0,2565
где a=0,65-0,85 – коэффициент состояния поверхности теплообмена конденсатора (учитывает загрязнение трубок, а так же косвенно отражает плотность вакуумной системы); Wв – скорость охлаждающей воды в трубках, м/с; dвн - внутренний диаметр трубок, мм; x=0,12*a*1+0,15*t1в; t1в – температура охлаждающей воды на входе, 0С; dк – удельная паровая нагрузка конденсатора, кг/(м2*ч); z – число ходов воды в конденсаторе; Фd – коэффициент, учитывающий влияние паровой нагрузки конденсатора (dк) . При нагрузке от dкном до dкгр=0,9-0,012*t1в*dкном значение Фd=1; при нагрузке dк <dкгр значение Фd=δ*2-δ, где δ=dк/dкгр.
По таблицам водяного пара находим, что давление pк=3,7 кПа соответствует температура насыщения tн=27,61 ℃ и скрытая теплота фазового перехода
r=hп-hк=2435,94кДжкг.
Температура насыщения
tн=t1в+∆tв+δt
Нагрев охлаждающей воды в конденсаторе ∆tв можно определить из уравнения теплового баланса
∆tв=t2в-t1в=Dк*hп-hкGв*cp=hп-hкm*cp
∆tв=2435,9*6000004,19*28000*103=12,45 ℃
где Dк - расход пара в конденсатор; hп и hк - энтальпия пара и конденсата соответственно; Gв - расход охлаждающей воды через конденсатор; cp- теплоемкость воды при постоянном давлении.
А недогрев этой воды до температуры насыщения
δt=tн-t1в-∆tв=27,61-10-12,45=5,15 ℃
Из следующих уравнений
- уравнение теплового баланса для конденсатора
Qк=Dк*hп-hк=Gв*cp*t2в-t1в
уравнение теплопередачи для конденсатора
Qк=k*F*∆t
где к - средний для всей поверхности теплообмена коэффициент теплопередачи конденсатора; F - площадь поверхности теплообмена конденсатора; ∆t - средняя разность температур между паром и водой [35] для всей поверхности теплообмена конденсатора (среднелогарифмический температурный напор):
∆t=∆tвln∆tв+δtδt
Поверхность теплообмена (охлаждения) конденсатора согласно формулам составит
F=Qкk*∆t
F=28000*103*1,163*ln12,45+5,155,152376,4=16841,8 м2
Определим основные геометрические размеры конденсатора