Расчет ориентировочной поверхности теплопередачи

1.2 Расчет ориентировочной поверхности теплопередачи

Выбор теплообменного аппарата

Ориентировочное значение коэффициента теплопередачи выбираем на основании [3]. Вид теплообмена: от жидкости к жидкости, при вынужденном движении . Примем .

Зная тепловую нагрузку аппарата, рассчитав среднею разность температур и выбрав ориентировочный коэффициент теплопередачи, определим ориентировочную поверхность теплообмена для водяной секции:

,  (1.3)

и для рассольной секции:

По ГОСТ 15518-83, при такой площади теплообмена выбираем теплообменный аппарат типа Р исполнение 3 для секции рассольного охлаждения:

f – поверхность теплообмена одной пластины (f=0,2м²);

F – поверхность теплообмена (F=31,5м²);

N – количество пластин (N=160шт);

M – масса аппарата (M=1485кг).

По ГОСТ 15518-83, при такой площади теплообмена выбираем теплообменный аппарат типа Р исполнение 3 для секции рассольного охлаждения:

 f – поверхность теплообмена одной пластины (f=0,2м²);

F – поверхность теплообмена (F=16м²);

N – количество пластин (N=84шт);

M – масса аппарата (M=1222кг).

В соответствии с [1] пластина с f=0,2м², имеет габаритные размеры:

 длина – 960 мм;

 ширина – 460 мм;

 толщина – 1,0мм;

d_э – эквивалентный диаметр канала (d_э=8,8 мм=0,0088м);

S – поперечное сечение канала (S=17,8·10^-4 м²);

L – приведенная длина канала (L=0,518 м);

m – масса пластины (m=2,5кг);

 d_ш – диаметр условного прохода штуцеров (d_ш=150мм=0,15м).

1.3 Уточненный расчет выбранного теплообменного аппарата

Пусть компоновка пластин самая простая: Сх: 80/80 и 42/42, т.е. по одному пакету (ходу) для обоих потоков.

1.3.1 Расчет коэффициента теплоотдачи для секции водяного

охлаждения.

Скорость сусла в 68 каналах с проходным отверстием 0,00178 м² равна

, (1.4)

где  - скорость сусла.

Определим тип движения в каналах, для этого найдем число Рейнольдса

, (1.5)

где, Re – число Рейнольдса;

- скорость теплоносителя, м/с;

 - эквивалентный диаметр, м;

  – плотность теплоносителя, кг/м³;

 - вязкость теплоносителя, Па∙с.

В секции водяного охлаждения средняя температура сусла:

Для сусла при 100°С по формуле (1.11)

Режим движения турбулентный.

Критерий Прандтля для потока сусла:

(1.6)

В секции водяного охлаждения средняя температура воды:

Найдем число Рейнольдса из формулы(1.6)

Режим движения турбулентный.

Примем термические сопротивления для воды среднего качества 1/r_З.в.=2000 Вт/м²·К, для сусла 1/r_З.сус.=1800 Вт/м²·К. Повышенная коррозийная активность воды диктует применять нержавеющую сталь в качестве материале для пластин. Теплопроводность нержавеющей стали [1] при толщине пластины 1,0 мм, примем равную λ_СТ=17,5 Вт/м²·К. Сумма термических сопротивлений стенки и загрязнений равна:

, (1.7)

 Для секции водяного охлаждения коэффициент теплопередачи:

 , (1.8)

Преобразуем формулу(1.8), и получим

 (1.9)

Уточненный расчет учитывая температуры стенок:

Уравнение интерполяции:

Коэффициент теплопередачи для секции водяного охлаждения