Книга: Расчет кожухотрубного теплообменника
Q = D · r = 2,65 · 2150000 = 5,7 · 106 Вт.
Ориентировочный коэффициент теплопередачи возьмем как среднее значение (см. п. 1) (800 + 3500)/2 = 2150 Вт/(м2 ·К), тогда
м2 .
Определим количество труб на один ход
, (8)
где n – число труб на один ход, N – общее число труб, z – число ходов, dвн – внутренний диаметр труб (в кожухотрубных теплообменниках обычно применяют трубы диаметрами 20? 2 и 25? 2 мм, поэтому n находят для обоих диаметров), Rе – число Рейнольдса, G – массовый расход воды, кг/с.
Число Рейнольдса Re характеризует соотношение между силами инерции и силами трения.
, (при d = 20? 2 мм); (9)
, (при d = 25? 2 мм).
Тогда
,
.
Значения n округляются до ближайшего меньшего целого.
По значению Fор из таблицы 4 выбираем стандартный теплообменник с близкой бoльшей площадью и близким значением n:
возможны 2 варианта: 1) одноходовой теплообменник площадью 34 м2 с числом труб 181 при диаметре труб 20? 2 мм; 2) одноходовой теплообменник площадью 35 м2 с числом труб 111 при диаметре 25? 2 мм. При практически одинаковой площади число труб на один ход во втором варианте более близко к расчетному значению, поэтому принимаем второй вариант.
Технические характеристики теплообменника:
диаметр кожуха D = 400 мм,
диаметр труб d = 25? 2 мм,
число ходов z = 1,
общее число труб N = 111,
площадь поверхности теплообмена F = 35 м2 ,
длина (высота) труб H = 4 м.
Уточненный расчет поверхности теплообменника
Рассчитываем коэффициент 1 со стороны греющего пара для случая конденсации на пучке n вертикальных труб высотой Н:
= 2,04
= 2,04
= 6765 Вт/(м2 К), (10)
здесь r физические параметры конденсата при температуре пленки конденсата tк , Н – высота нагревательных труб, м; t – перепад температур между греющим паром и стенками труб (принимаем в пределах 3…80 С).
Значения функции Аt для воды при температуре конденсации пара
| Температура конденсации пара tк , 0 С | 100 | 110 | 120 | 140 | 160 | 180 |
| Аt | 6960 | 7100 | 7240 | 7340 | 7490 | 7520 |
О правильности расчетов судят, сопоставляя полученное значение 1 и его предельные величины, которые приведены в п. 1.
Рассчитаем коэффициент теплоотдачи α2 от стенок труб к воде.