рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Расчет коэффициентов теплопередачи

Расчет коэффициентов теплопередачи - раздел Высокие технологии, Технологическая схема выпарной установки Коэффициент Теплопередачи Рассчитываем, Исходя Из Того, Что При Установившемс...

Коэффициент теплопередачи рассчитываем, исходя из того, что при установившемся процессе передачи тепла справедливо равенство:

(2.13)

Коэффициент теплопередачи К в [Вт/(м2 К)] можно рассчитать по уравнению:

, (2.14)

где q – удельная тепловая нагрузка, Вт/м2; q = Q/F; и – коэффициенты теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке и от стенки к кипящему раствору соответственно, Вт/(м2∙К); – сумма термических сопротивлений стенки загрязнений и накипи, (м2∙К/Вт); – разность температур между греющим паром и стенкой со стороны пара в первом корпусе, ºС; – перепад температур на стенке, ºС; – разность между температурой стенки со стороны раствора и температурой кипения раствора, °С.

Порядок расчета коэффициента теплопередачи следующий. Задаемся величиной ; рассчитываем по приведенным ниже уравнениям коэффициенты теплоотдачи и тепловые потоки . Сравниваем величину тепловых потоков . Если , то задаемся другим значением и снова рассчитываем по тем же формулам. Как правило, снова , поэтому истинное значение теплового потока q и разность температур определяем графически. Для этого строим график зависимости и соединяем точки , прямыми линиями (рис. 2.1). Точка пересечения этих линий и определяет истинную величину q и . Затем определяют значения и и рассчитывают коэффициент теплопередачи K.

Коэффициент теплоотдачи рассчитываем по уравнению:

, (2.15)

где – теплота конденсации греющего пара, Дж/кг; – разность температур конденсата пара и стенки, ºС; – соответственно плотность, кг/м3, теплопроводность Вт/(м∙К) и вязкость конденсата, Па∙с, при средней температуре плёнки:

Первоначально принимаем

ºС.

Значения физических величин конденсата берём при tпл = 142,85 ºС.

Коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящему раствору в условиях его естественной циркуляции для пузырькового режима в вертикальных трубах равен:

, (2.16)

где – плотность греющего пара в первом корпусе, – плотность пара при атмосферном давлении; – соответственно, теплопроводность, поверхностное натяжение, теплоемкость и вязкость раствора в первом корпусе.

 

Значения величин, характеризующих свойства растворов NaCl, представлены в таблице 2.5.

Таблица 2.5 – Физические свойства растворов NaCl

Параметр Корпус
Плотность раствора, , кг/м3 993,3 1008,6 1056,7
Вязкость раствора, 0,35 0,37 0,43
Теплопроводность раствора, 0,594 0,592 0,585
Поверхностное натяжение, 73,97 74,97 77,69
Теплоёмкость раствора,

 

Проверим правильность первого приближения по равенству удельных тепловых нагрузок:

Как видим

Для второго приближения примем

Очевидно, что

Для определения строим графическую зависимость тепловой нагрузки q от разности температур между паром и стенкой (см. рис. 2.1) и определяем = 1,32 ºС.

Рис. 2.1 – Зависимость удельной тепловой нагрузки q от разности температур

Проверка:

Как видим

Рассчитываем коэффициент теплопередачи К1 в первом корпусе:

Коэффициенты теплопередачи для второго корпуса К2 и третьего К3 можно рассчитывать так же, как и коэффициент К1 или с воспользоваться соотношением коэффициентов, полученных из практики ведения процессов выпаривания. Эти соотношения варьируются в широких пределах:

К1 : К2 : К3 = 1:(0,85÷0,5):(0,7÷0,3)

Для растворов щелочей и нитратов соотношение коэффициентов теплопередачи принимают по нижним пределам, а для растворов солей – по верхним.

Для раствора NaCl примем следующее соотношение:

К1 : К2 : К3 = 1:0,85:0,7

Тогда

 

При кипении раствора в пленочных выпарных аппаратах коэффициент теплоотдачи рекомендуется определять по уравнению

, (2.17)

где с – коэффициент; – теплопроводность кипящего раствора, Вт/м∙К; – толщина пленки (м), определяемая по уравнению

, (2.18)

где – кинематическая вязкость раствора, м2/с; – критерий Re для пленки жидкости; – линейная плотность орошения, кг/(м∙с); – расход раствора, поступающего в i-й корпус, кг/с; – смоченный периметр, м; – вязкость кипящего раствора, Па∙с; q – удельная тепловая нагрузка, которую в расчете принимают равной , Вт/м2.

Значения коэффициента с и показателей степеней в уравнении (2.17):

при q < 20000 Вт/м2: с = 163,1; n = –0,264; m = 0,685;

при q > 20000 Вт/м2: с = 2,6; n = 0,203; m = 0,322;

 

В аппаратах с вынесенной зоной кипения, а также в аппаратах с принудительной циркуляцией обеспечиваются высокие скорости движения раствора в трубках греющей камеры и вследствие этого – устойчивый турбулентный режим течения. Принимая во внимание, что разность температур теплоносителей (греющего пара и кипящего раствора) в выпарном аппарате невелика, для для расчета коэффициентов теплоотдачи со стороны жидкости можно использовать эмпирическое уравнение:

(2.19)

Физические свойства растворов, входящие в критерии подобия, находят при средней температуре потока, равной

(2.20)

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Технологическая схема выпарной установки

Общие положения.. Технологическая схема выпарной установки.. В химической промышленности для концентрирования растворов нелетучих и мало летучих веществ широко применяется процесс..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Расчет коэффициентов теплопередачи

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Выбор выпарных аппаратов
Конструкция выпарного аппарата должна удовлетворять ряду общих требований, к числу которых относятся: высокая производительность и интенсивность теплопередачи при возможно меньших объеме аппарата и

Определение температур кипения раствора
  Температура кипения раствора в корпусе определяется как сумма температур греющего пара последующего корпуса

Определение температурных потерь
  Температурные потери в выпарном аппарате обусловлены температурной , гидростатической

Определение тепловых нагрузок
Расход греющего пара в первом корпусе, производительность каждого корпуса по выпариваемой воде и тепловые нагрузки по корпусам определяются путем совместного решения уравнений тепловых балансов по

Распределение полезной разности температур
Полезные разности температур в корпусах установки находим из условия равенства их поверхностей теплопередачи: , (2.21) где

Определение толщины тепловой изоляции
Толщину тепловой изоляции находим из равенства удельных тепловых потоков через слой изоляции в окружающую среду:

Определение расхода охлаждающей воды
Расход охлаждающей воды Gв (в кг/с) определяем из теплового баланса конденсатора: , (3.1) где

Расчет высоты барометрической трубы
Скорость воды в барометрической трубе Высота барометрической трубы

Определение поверхности теплопередачи подогревателя
  Поверхность теплопередачи подогревателя (теплообменника) Fп ,м2 определяем по основному уравнению теплопередачи:

Определение диаметра штуцеров
Штуцера изготовляют из стальных труб необходимого размера.По ГОСТ 9941 – 62 применяют трубы следующих диаметров: 14, 16, 18, 20, 22, 25, 32, 38, 45, 48, 57, 70, 76, 90, 95, 108, 133, 159,

Подбор конденсатоотводчиков
Для отвода конденсата и предотвращения проскока пара в линию отвода конденсата теплообменные аппараты, обогреваемые насыщенным водяным паром, должны снабжаться конденсатоотводчиками. Расчет и подбо

Список источников информации
1. Касаткин А.Г. Основные процесс и аппараты химической технологии: Химия, I97I. 784 с. 2. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химиче

ПРИЛОЖЕНИЯ
Таблица П1 – Физические свойства воды (на линии насыщения) (Пересчет в СИ: 1кгс/см2 = 9,81.104 Па) P , кгс/см2

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги