Расчет теплообменника для нагрева сырой воды за счет тепла продувочной воды.

Уравнение теплового баланса:

Отсюда температура сырой воды t_х будет равна:

Плотность греющего теплоносителя определяется по средней температуре греющего теплоносителя, которая рассчитывается по формуле:

 

 

°C

Плотность нагреваемой воды определяется по средней температуре нагреваемого теплоносителя, которая рассчитывается по формуле:

 

°C

Зададимся оптимальной скоростью нагреваемой воды в трубках равной ω_тр = 1 м/с.

Определим необходимое сечение трубок теплообменника по формуле:

м²

где ρ_нагр – плотность нагреваемой воды, кг/м³.

В соответствии с полученной величиной f_.тр выбирают необходимый типоразмер водоподогревателя ПВ-Z-7:

- диаметр основного корпуса (Dн=0,114м);

- длина секции (L=2м);

- поверхность нагрева одной секции (fсек=1,79 м²)

-кол-во трубок(n=19шт)

Определим фактическую скорость воды в трубках по формуле:

м/с

Площадь межтрубного пространства определяется по формуле:

м²

Определим фактическую скорость воды в межтрубном пространстве по формуле:

м/с

где ρ_гр - плотность греющего теплоносителя, кг/м³

Эквивалентный диаметр межтрубного пространства определяется по формуле:

м

Коэффициент теплоотдачи от греющего теплоносителя к стенкам труб определяется по формуле:

Вт/(м²·⁰С)

где t_ср.гр - средняя температура греющего теплоносителя, ⁰С.

d_экв - эквивалентный диаметр межтрубного пространства, м

Коэффициент теплоотдачи от стенок труб к нагреваемой воде определяется по формуле:

 

 

 

 

Вт/(м²·⁰С)

где t_{ср.нагр} – средняя температура нагреваемого теплоносителя, ⁰С.

d_вн - внутренний диаметр межтрубного пространства, м

Коэффициент теплопередачи следует определять по формуле:

Вт/(м²·⁰С)

Тепловую мощность теплообменника определяют по формуле:

Вт

Поверхность нагрева теплообменника определяют из уравнения теплового баланса:

м²

где - тепловая мощность теплообменника, Вт;

- коэффициент теплопередачи, Вт/(м²·⁰С);

Δt_ср.лог – среднелогорифмическая разность температур, ⁰С

Среднелогорифмическая разность температур определяется по формуле:

⁰С

где - большая разность температур, °C

°C

- меньшая разность температур, °C

°C

 

Число секций теплообменника определяется по формуле:

шт

где f_сек – площадь одной секции, которая определяется в соответствии с выбранным типом

теплообменника.

Расчет теплообменника для нагрева сырой воды за счет пара.

Плотность нагреваемой воды определяется по средней температуре нагреваемого теплоносителя, которая рассчитывается по формуле:

°C

Температура конденсата определяется по формуле:

°C

Зададимся оптимальной скоростью нагреваемой воды в трубках равной ω_тр = 1 м/с.

Определим необходимое сечение трубок по формуле:

м²

где ρ – плотность воды, кг/м³.

В соответствии с полученной величиной f_.тр выбирают необходимый типоразмер водоподогревателя ПВ-Z-15:

- диаметр основного корпуса (Dн=0,325 м);

- длина секции (L=2м);

- поверхность нагрева одной секции (fсек=9,5 м²)

-кол-во трубок(n=68шт)

 

Для выбранного типоразмера теплообменника определяется фактическая скорость воды в трубном пространстве по формуле:

м/с

Коэффициент теплоотдачи от пара к стенкам труб определяется по формуле:

Вт/(м²·⁰С)

где - количество трубок, шт.;

d_Н - наружный диаметр трубок, м

Коэффициент теплоотдачи от стенок труб к нагреваемой воде определяется по формуле:

 

Вт/(м²·⁰С)

где t_{ср.нагр} – средняя температура нагреваемого теплоносителя, ⁰С.

d_вн - внутренний диаметр межтрубного пространства, м

Тепловую мощность теплообменника определяют по формуле:

Вт

Коэффициент теплопередачи следует определять по формуле:

Вт/(м²·⁰С)

Поверхность нагрева теплообменника определяют из уравнения теплового баланса:

м²

где - тепловая мощность теплообменника, Вт;

- коэффициент теплопередачи, Вт/(м²·⁰С);

Δt_ср.лог – среднелогорифмическая разность температур, ⁰С

Среднелогорифмическая разность температур определяется по формуле:

⁰С

где - большая разность температур, °C

°C

- меньшая разность температур, °C

°C

Число секций теплообменника определяется по формуле:

шт

где f_сек – площадь одной секции, которая определяется в соответствии с выбранным типом

теплообменника.