Расчёт поверхности теплообмена

При проектировании выпарного аппарата поверхность теплообмена греющей камеры F, м², определяют из основного кинетического уравнения теплопередачи

 где  Q–тепловая нагрузка греющей камеры, Вт;

-движущая сила процесса выпаривания, ;

 К-коэффициент теплопередачи ,Вт/(м²К).

2.4.1Тепловую нагрузку Q ,Вт, греющей камеры рассчитываю по уравнению

Q=W*(i_w^’’- c_вt₁)=1,170(2645000-4180 )=2672800Вт

где значение энтальпий вторичного пара i_w’’ , Дж/кг, и удельной теплоемкости воды c_в, Дж/кгК) ,определены ранее в пункте 2.2.

2.4.2 Движущую силу процесса выпаривания , ,определяют как разность температур греющего пара и кипения раствора в среднем слое

=131,2 – 86,25= 44,9 .

где и определены ранее в пункте 2.2.

2.4.3 Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м²К) рассчитываю по уравнению аддитивности термических сопротивлений

где -коэффициент теплопередачи от греющего пара к поверхности кипятильных труб, Вт/(м²К);

-коэффициент теплопередачи от поверхности кипятильных труб к кипящему раствору Вт/(м²К);

- суммарное термическое сопротивление стенок кипятильных труб и слоя загрязнения,(м²К)/Вт:

=  + ,

, – толщина стенок кипятильных труб и слоя загрязнений, м;

– коэффициент теплопроводности стенок кипятильных труб и загрязнений, Вт/(мК).

Обычно принимают:

=0,002м; 0,005м;

=17Вт/(мК) для нержавеющей стали,

 для загрязнений.

=  +  (м²К)/Вт.

Коэффициент принимают из интервала 8000  Вт/(м²К)

Вт/(м²К).

вычисляют по уравнению

где А₂ – расчётный коэффициент, зависящий от концентрации раствора и его температуры кипения;

q₂ – удельный тепловой поток, Вт/м²

           Значение коэффициента А₂ определяю в зависимости от температуры кипения и концентрации B_к из графиков представленных на рисунке 3 /2/.

Из графика по B_к =20 А₂=5,2.

    Ввиду того ,что в уравнении не известен истинный удельный тепловой поток q, Вт/м², значения коэффициента теплоотдачи , и следовательно коэффициенты теплопередачи К определяют методом постепенных приближений. Для этого задаются значениями q в диапазоне от 30000 до 8000 Вт/м², вычисляя  и К, затем проверяют правильность выбранного значения qпо уравнению:

q^*=K ;

где  - движущая сила процесса выпаривания,

    Пусть q₂ = 70000 Вт/м²,

то =4198,1

    Найдем коэффициент теплопередачи

    Проверяем правильность выбранного значения q

q^*=1494*44,95 =  67159,7 Вт/м²

Выбор q  удовлетворяет условиям расчёта.

    Определив значения Q, K ,  рассчитаю поверхность теплообмена греющей камеры выпарного аппарата F

Номинальную поверхность теплообмена греющей камеры принимают из

ряда – 40 м².