Расчет коэффициентов теплопередачи

1.5 Расчет коэффициентов теплопередачи

Коэффициент теплопередачи рассчитываем, исходя из того, что при установившемся процессе передачи тепла справедливо равенство:

(1.13)

Коэффициент теплопередачи К в [Вт/(м² К)] можно рассчитать по уравнению:

, (1.14)

где q – удельная тепловая нагрузка, Вт/м²; q = Q/F;

 и  – коэффициенты теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке и от стенки к кипящему раствору соответственно, Вт/(м²∙К);

 – сумма термических сопротивлений стенки загрязнений и накипи, (м²∙К/Вт);

 – разность температур между греющим паром и стенкой со стороны пара в первом корпусе, ºС;

 – перепад температур на стенке, ºС;

 – разность между температурой стенки со стороны раствора и температурой кипения раствора, °С.

Коэффициент теплоотдачи  рассчитываем по уравнению:

, (1.15)

где  – теплота конденсации греющего пара, Дж/кг;

 – разность температур конденсата пара и стенки, ºС;

 – соответственно плотность, кг/м³, теплопроводность Вт/(м∙К) и вязкость конденсата, Па∙с, при средней температуре плёнки:

Первоначально принимаем

 ºС.

Значения физических величин конденсата берём при t_пл = 142,85ºС.

Коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящему раствору  в условиях его естественной циркуляции для пузырькового режима в вертикальных трубах равен:

, (2.16)

где  – плотность греющего пара в первом корпусе,   – плотность пара при атмосферном давлении;  – соответственно, теплопроводность, поверхностное натяжение, теплоемкость и вязкость раствора в первом корпусе.

Значения величин, характеризующих свойства растворов NaOH , представлены в таблице 1.5.

Проверим правильность первого приближения по равенству удельных тепловых нагрузок:

Как видим

Для второго приближения примем

Очевидно, что

Для определения  строим графическую зависимость тепловой нагрузки q от разности температур между паром и стенкой (см. рис. 1.1) и определяем  = 1,1 ºС.

Проверка:

Как видим

Рассчитываем коэффициент теплопередачи К₁ в первом корпусе:

Коэффициент теплопередачи для второго корпуса К₂ и третьего К₃ можно рассчитывать так же , как и коэффициент К₁ или с достаточной точностью воспользоваться соотношением коэффициентов , полученных из практики ведения процессов выпаривания .Эти соотношения варьируются в широких пределах:

К₁ : К₂ : К₃ = 1 : (0,85  0,5) (0,7  0,3)

Поскольку – СaCl2 –соль, соотношение коэффициентов принимаем по верхним пределам.

К₁ : К₂ : К₃ = 1 : 0,85: 0,7

К₂ = К₁ 0,85 = 1096,5  0,85 =932

К₃ = К₁ 0,7 = 767,55

Похожие работы

Выпарная установка для выпаривания раствора NaNO3

Скачать

31244

12

3

... этих факторов должно учитываться при технико-экономическом сравнении аппаратов и выборе оптимальной конструкции. Ниже приводятся области преимущественного использования выпарных аппаратов различных типов. Для выпаривания растворов небольшой вязкости ~8 10-3 Па с, без образования кристаллов чаще всего используются вертикальные выпарные аппараты с многократной естественной циркуляцией. Из них ...

Расчет двухкорпусной вакуум-выпарной установки с термокомпрессором для изготовления сгущенного молока с разработкой выпарного аппарата

Скачать

32004

1

1

... , его нормализуют после сгущения водой, обезжиренным молоком или сливками. Вода должна быть кипяченой и очищенной. 4. Расчет двухкорпусной вакуум-выпарной установки Расчет двухкорпусной вакуум-выпарной установки с термокомпрессором для изготовления сгущенного молока с разработкой выпарного аппарата. Исходные данные: Производительность по испаренной влаге: W=2000; Давление рабочего пара: ...

Расчет выпарной установки

Скачать

21040

3

1

... расход теплоносителя, м3/сек; G – массовый расход теплоносителя, кг/ч; γ – плотность пара, кг/м3; w – скорость пара, м/сек. Скорость пара принять 20 м/сек. Расчеты сводим в табл. Таблица расчетов штуцеров выпарной установки Наименование штуцера Расход пара, кг/ч Давление пара, ат Плотность, кг/м3 Секундный расход, м3/с Скорость пара, м/с Диаметр, мм расчетный принятый ...

Схемы установок для выпаривания и конструкции выпарных аппаратов

Скачать

49744

1

18

... жидкости в трубах, а также от интенсивности парообразования Поэтому в аппаратах с принудительной циркуляцией выпаривание эффективно протекает при малых полезных разностях температур,. не превышающих 3—5 °С и при значительных вязкостях растворов Одна из конструкций выпарного аппарата с принудительной циркуляцией показана на рис 16. Аппарат имеет выносную вертикальную нагревательную камеру ...