Курсовая работа: Проект теплообмінного апарату типу "труба в трубі"

Pr₁ = ( 4185 · 0,438·10^-3 ) / 664·10^-3 = 2,76

(D_в / d_з )^0,45 = (0,09 / 0,044)^0,45 = 1,38

Nu₁ = 0,023 · 123562^0,8 · 2,76^0,4 ·1,38 = 0,023 · 11844 · 1,5 · 1,38 = 564

Визначаємо коефіцієнт тепловіддачі від конденсату до стінки

α₁ = ( Nu₁ · λ₁ ) / d_е = (564 · 664·10^-3 ) / 0,046 = 8141,2 Вт/(м² · К)

Визначення коефіцієнта теплопередачі

К = 1 / (1/α₁ + δ/λ_ст + 1/α₂ )

Приймаємо, що труби виготовлені з нержавіючої сталі, тоді коефіцієнт теплопровідності становить λ _ст = 17,5 Вт/(м·К), а товщина стінки δ = 0,002м.

К = 1 / (1/8141,2 + 0,002/17,5 + 1/3849) = 1 / (0,00012 + 0,00012 + +0,00025) = 1 / 0,00049 = 2041 Вт/ (м² ·К)

Визначення площі поверхні теплообмінника

F = Q / ( К · Δt_ср ) = 470165 / (2041 · 18,2) = 12,6 м²

3 .2 Конструктивний розрахунок

Визначення діаметра внутрішньої труби

d_в = √(4· G₂ ) / (π · ρ₂ ·w₂ ) = √(4· 1,6) / (3,14 · 1026,08 · 1,1) = 0,04 м

Визначення загальної довжини труби l = (F / 3,54) · √(w₂ · ρ₂ )/G₂ = (12,6/3,54) · √(1,1·1026,08)/1,6 = 95,76м

Визначення кількості елементів теплообмінника

n = l / l₁ ,

де l₁ – довжина труби одного змієвика.

Приймаємо, що довжина труби одного змієвика дорівнює 7 м. Тоді кількість елементів теплообмінника становить

n = 95,76/ 7 = 13,68 ≈ 14

Визначення внутрішнього діаметра зовнішньої труби

D_в = √(4 · υ) / (π · w₁ ) + d_з = √(4 · 0,0023) / (3,14 · 1,2) + 0,044 = 0,09 м

Визначення об`ємних витрат рідини

υ = G₁ / ρ₁ = 2,25 / 980,5 = 0,0023 м³ /с

Визначення діаметра патрубків:

- патрубок на вході води

d_в.вх = 1,13√ G₁ / (ρ · w₁ ) = 1,13√2,25 / (965 · 1,2) = 0,048 м

- патрубок на виході води

d_в.вих = 1,13√ G₁ / (ρ · w₁ ) = 1,13√2,25 / (992 · 1,2) = 0,049 м