Розрахунок температури первинного теплоносія на виході з теплообмінного апарата.

Кількість теплоти, яку сприймає вторинний теплоносій від первинного теплоносія обчислюється за формулою

де втрата вторинного теплоносія, кг/с; - температура вторинного теплоносія відповідно на вході до теплообмінного апарата і на виході з нього, ˚ C; ―

середня масова ізобарна теплоємність вторинного теплоносія в інтервалі температур від , кДж/(кг ˚C);

Зм.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

301СТ-08008

Костенко

Кількість теплоти, котру сприймає вторинний теплоносій від первинного теплоносія, обчислюється за формулою

Вт

Температура первинного теплоносія на виході з теплообмінного апарата визначається за допомогою формул

=»

де - температура первинного теплоносія на вході до теплообмінного апарата, ˚ C;

- кількість теплоти, яку віддає первинний теплоносій вторинному теплоносію, Вт;

- кількість теплоти, котру сприймає вторинний теплоносій від первинного, Вт;

– втрата теплоти у навколишнє середовище теплообмінним апаратом;

значення коефіцієнта b спочатку береться орієнтовно;

– витрата первинного теплоносія, кг/с;

― середня масова ізобарна теплоємність первинного теплоносія в

інтервалі температур від , кДж/(кг ˚C);

 

˚C

Виконаємо перерахунок:

Зм.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

301СТ-08008

Костенко

1.1.3. Обчислення середнього коефіцієнта тепловіддачі

Середній коефіцієнт тепловіддачі від первинного теплоносія до внутрішньої поверхні стінки теплообмінної труби , Вт /(м^2∙∙˚C), визначається за допомогою формули:

 

Знаходимо критерій Нуссельта:

де індекси 1, с1 показують, що фізичні якості первинного теплоносія встановлюються відповідно при середній температурі первинного теплоносія та при середній температурі внутрішньої поверхні стінки теплообмінної труби

Nu – критерій Нуссельта;

– внутрішній діаметр теплообмінної труби;

– коефіцієнт теплопровідності первинного теплоносія, Вт/(м ˚C);

– критерій Рейнольдса;

– коефіцієнт, який ураховує зміну середнього коефіцієнта тепловіддачі за довжиною труби.(спочатку орієнтовно приймаємо )

Формула

використовується, якщо 10⁴<Re₁<10⁶; 0,6<Pr₁<2500

Знайдемо спочатку Re:

Знайдемо :

Середня температура первинного теплоносія обчислюється за формулою

)=0,5(142+119,47) = 131 ˚C;

Знайдемо густину при температурі :

;

Зм.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

301СТ-08008

Костенко

Знайдемо густину при температурі :

Швидкість первинного теплоносія:

Коефіцієнт Рейнольдса:

Отже, режим руху первинного теплоносія турбулентний.

Тепер знайдемо критерій Прандтля:

при температурі ˚C

При температурі

Розраховуємо критерій Нуссельта:

де знаходиться при температурі ˚C.

1.1.4. Розрахунок середнього коефіцієнта тепловіддачі

Середній коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої поверхні стінки теплообмінної труби до вторинного теплоносія, , обчислюється за формулою:

де – коефіцієнт теплопровідності вторинного теплоносія, Вт/(м ˚C);

– еквівалентний діаметр кільцевого каналу;

– зовнішній діаметр теплообмінної труби, м;

– внутрішній діаметр зовнішньої(кожухової) труби, м;

Зм.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

301СТ-08008

Костенко

Критерій Нуссельта при турбулентному режимові руху води в кільцевому каналі можна визначити за формулою:

де індекси 2, с2 показують, що фізичні якості вторинного теплоносія визначають відповідно при середній температурі вторинного теплоносія та при середній температурі зовнішньої поверхні стінки теплообмінної труби .

Формула дійсна за умов

Знаходимо критерій Рейнольдса:

Знайдемо :

де знаходиться при температурі

=984,25 ;

Розраховуємо критерій Рейнольдса:

Знайдемо густину при температурі :

Отже, режим руху вторинного теплоносія ― турбулентний.

Знаходимо критерій при температурі :

=3,12

Температура

При температурі

 

 

1.1.5.

Зм.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

301СТ-08008

Костенко

Визначення коефіцієнта тепловіддачі стінки труби k₁

 

де – коефіцієнта тепловіддачі стінки теплопровідної труби,Вт/(м² ˚C);

– коефіцієнт теплопровідності матеріалу(сталі) стінки теплообмінної труби, Вт/(м ˚C);

– товщина стінки теплообмінної труби;

Температура

1.1.6. Розрахунок середнього температурного напору

де і – відповідно більша та менша крайова різниця температур між первинним і вторинним теплоносіями, визначається за схемою зміни температур уздовж поверхні теплообміну.