Реферат: Проектирование выпарной установки

a_конд - коэффициент теплоотдачи конденсирующегося пара, Вт/(м² К)

∑r_ст – сумма термических сопротивлений всех слоёв, из которых состоит стенка, включая слои загрязнений, (м² К)/Вт

Для расчётов коэффициент теплоотдачи a_конд , a_кип воспользуемся методом итераций.

Примем температуру наружной стенки трубы t_ст1 меньшей чем t_{конд.гр.п.} и равной:

t_ст1 =121.21°С

При конденсации греющего пара на пучке вертикальных труб, выражение для коэффициента теплоотдачи имеет следующий вид / 2, формула 4.52(а) /:

(14)

где Н – высота труб, м

Dt – разность температур конденсаций греющего пара t_{конд.гр.п.} и температуры стенки t₁ , с;

Значение функции Аt найдём при температуре t_{конд.гр.п.} / 2, табл. 4.6 /

At=7278

Dt = t_{конд.гр.п..} - t_ст1 (15)

Dt =124.168-121.21=2.958°С

Н=Н_тр =6 м

Вт/(м² К)

Количество теплоты q₁ , передаваемое от конденсирующегося пара к стеке, найдём по формуле:

q₁ =a_конд (t_{конд.гр.п..} - t_ст1 ) (16)

q₁ =7233 2.958=2.14 10⁴ Вт

Так как процесс теплопередачи является установившемся, то количество теплоты q₁ равно количеству теплоты q_ст , которое передаётся от наружной стенки трубы с температурой t_ст1 к внутренней, с температурой t_ст2 .

(17)

Суммарное термическое сопротивление стенки найдём по формуле:

(18)

где d - толщина стенки трубы, м;

l_ст - коэффициент теплопроводности трубы, Вт/(м К)

r_загр1 , r_загр2 – термическое сопротивление слоев загрязнения с наружной и внутренней сторон стенки соответственно, м² К/Вт

Определим значения величин r_загр1 , r_загр2 / 2, табл. ХХХI /

r_загр1 =1/5800=1.724 10^-4 м² К/Вт

r_загр2 =1/1860=5.376 10^-4 м² К/Вт

Коэффициент теплопроводности l_ст для стали равен:

l_ст =46.5 Вт/(м К)

Толщину стенки трубы примем:

d=0.002 м

м² К/Вт

Температуру t_ст2 найдём из формулы (17)

t_ст2 = t_ст1 -q₁ ∑r_ст

t_ст2 =121,21-2.14 10⁴ .289 10^-4 =103.475°С

Коэффициент теплоотдачи кипящего раствора / 2, формула 4.62 /

(19)

где b – безразмерная функция;

n - кинематическая вязкость раствора, м² /с

s - поверхностное натяжение раствора Н/м

DТ_кип – разность температур t_ст2 и температуры кипения раствора

t_кип , К;

Значение безразмерной функции b / 2,формула 4.62 а /:

(20)

где r_п – плотность пара, кг/м³ ;

Плотность раствора r_р рассчитываем при температуре кипения t_кип и конечной концентрации х_кон (Приложение 2, п.1):

r_р =1.013 10³ кг/м³

Плотность пара r_п найдём при температуре кипения t_кип / 2, табл. LVI /

r_п =0.4147 кг/м³

Кинематическая вязкость раствора n:

n=m_р /r_р (21)