Контрольная работа: Расчет нормализованного конденсатора

где = коэффициент теплопроводности воды.

Пункт 14

Определение коэффициента теплопередачи К_о для вертикального и горизонтального аппаратов.

Расчет коэффициентов теплопередачи выполним по формуле.

где δ_ст =0,002 м – толщина стенки трубы; l_ст =46,5 Вт/м×К – коэффициент теплопроводности стали (для легированной стали l_ст =17,5 Вт/м×К). Мы принимаем к установке аппарат из обычной стали, т.к. легированная сталь во много раз дороже.

Для вертикального конденсатора коэффициент теплопередачи имеет значение:

.

Для горизонтального конденсатора:

.

Из сравнения полученных результатов уже видно, что горизонтальная установка конденсатора обеспечивает большее значение коэффициента теплопередачи. Но при этом надо иметь ввиду, что горизонтально установленный аппарат занимает значительно больше места по сравнению с вертикальным.

Пункт 15

Принятие на основе опыта эксплуатации теплообменников термического сопротивления загрязнений со стороны пара r₁ и со стороны воды r₂ .

В процессе эксплуатации теплообменника с обеих сторон стенки трубы будут появляться загрязнения, которые постепенно ухудшат работу аппарата. Особенно это касается оборотной воды, которая в заводских условиях насыщена кислородом, имеет повышенную концентрацию солей жесткости, содержит биокомпоненты.

На основе опыта эксплуатации теплообменного оборудования примем величину термического сопротивления со стороны органической жидкости , а со стороны воды .

Пункт 16

Нахождение расчетного коэффициента теплопередачи К_р с учетом загрязнений для вертикального и горизонтального аппаратов.

При наличии загрязнений коэффициент теплопередачи заметно снизится. Найдем его величину по формуле:

Для вертикального конденсатора получим значение:

При горизонтальной установке:

Таким образом, уменьшение эффективности передачи теплоты при появлении загрязнений составит для вертикального конденсатора 29%, а для горизонтального 37%. Отсюда можно сделать вывод, что по прошествии определенного времени преимущество горизонтального конденсатора практически исчезнет, и он по эффективности приблизится к вертикальному.

Пункт 17

Расчет требуемой поверхности теплопередачи F_факт и определение запаса площади поверхности теплопередачи ∆(%) для вертикального и горизонтального конденсаторов.

Требуемую поверхность теплопередачи для вертикального и горизонтального конденсаторов определим по формуле:

.

Если аппарат установить вертикально, то требуемая поверхность теплопередачи: