Курсовая работа: Подбор теплообменника для проведения процесса охлаждения и конденсации пара толуола

где q ─ удельная тепловая нагрузка, Вт/м² ; Δt_cт ─ перепад температур на стенке, °С; Δt₂ ─ разность между температурой стенки со стороны воздуха и температурой самого теплоносителя, °С.

Отсюда:

Δt_ст = α₁ ∙Δt₁ ∙(Σδ/λ) = 65,68∙60∙5,7 ∙10^-4 = 2 °С

Тогда

Δt₂ = Δt_ср -Δt_ст -Δt₁ = 92,9-2-60 = 30,9 °С

Коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха к стенке α₂

Площадь сечения потока в межтрубном пространстве для подобранного теплообменника S_мтр = 0,143 м² , тогда

Re_В = G_В ∙d_н /(S_мтр ∙µ_B ) (2.13)

Re_В = 5,9∙0,025/(0,143∙0,00001926) = 53555

Рг_B = c_B ∙µ_B /λ_B = 1007,5∙0,00001926/0,0279 = 0,6955

α₂ = (0,0279/0,025)∙0,24∙53555^0,6 ∙0,6955^0,36 = 161,89 Вт/(м² ∙К)

Вычислим тепловые нагрузки со стороны каждого из теплоносителей:

─ со стороны толуола ─

q′ = α₁ ∙Δt₁ = 65,68∙60 = 3940,8 Вт/м² ;

─ со стороны воздуха ─

q″ = α₂ ∙Δt₂ = 161,89∙30,9 = 5018,8 Вт/м² .

Как видим, q′≠q″.

Для второго приближения примем Δt₁ = 65 °С.

Тогда

t_ст1 = 135,4-65 = 70,4 °С

Рг_Аст = 1282,4∙0,8116 ∙10^-5 /0,0145 = 0,72

α₁ = (0,022/0,021)∙0,023∙24610,56^0,8 ∙(0,67/0,72)^0,25 ∙0,67^0,4 = 65,68 Вт/(м² ∙К)

Δt_ст = 65,68∙65∙5,7 ∙10^-4 = 2