Dtл= (t ж1``- t ж1`) / (2,3 * lg(ts - t ж1`) / ( ts - t ж1``);

Dtл = (120 - 15) / (2,3 lg(250-15) / (250 - 120)) = 178 0С

4. Задаёмся температурой стенки наружной трубы

tс2 » ts-tл/2 = 250 - 178/2 = 160 0С

5. Задаёмся высотой трубок Н = 1,5 м

6. Приведенная длина трубки

Z = t2 Н*

А; При ts=180 0С : В = 13*10-3 м/Вт; А = 150 1/м*с

Z = ( ts- tс2 )*Н*А=(250-160)*1,5*150=20250 >2300

7. Течение пленки конденсата турбулентное по всей длине трубки.

Re = (253+0,069 (Рr/Рrс)0,25*Рr0,5*(Z-2300))4/3;

Рr1

Рrс1,1

Re = (253+0,069(1/1,1)0,25*10,5(20250-2300)) 4/3=16600;

8. Коэффициент теплоотдачи (от пара к стенке трубки)

2=Rе/t2*Н*В=16600/90*1,5*13*10-3=9459 Вт/м2 0С;

9. Среднеарифметическая температура воды:

tж1 =0,5*(tж1`+ tж1``)=0,5*(120+15)=67,5 0С

при этой температуре:

nж1=0,425*10-6;

l ж1=66,4*10-2;

r ж1=974;

Рr ж1=2,64;

10. Rе ж1=W*d1/nж1=1,5*12*10-3/(0,425*10-6)=42353;

Течение воды турбулентное.

Перепад температур по толщине стенки оцениваем примерно в 10 С, тогда

tс1 tс2-1=160-1=159 0С;

Nuж1 = 0,021 * Rе ж10,8 * Рr ж10,43 * (Рr ж1 / Рrс1)0,25 = 0,021 * 423530,8 * 2,640,43 * *(2,64 / 1,1)0,25= 200;

11. Коэффициент теплоотдачи (от стенки трубки к воде):

a1= Nuж1*(l ж1/d1) = 200*0,66/(12*10-3) = 11000 Вт/( м2 0С);

12. Коэффициент теплопередачи:

К=1/(1/a1+d/l+1/a2) = 1/(1/11000+0,001/130+1/9459) = 4894 Вт/(м2 0С);

13. Средняя плотность теплового потока:

q = К*Dtл = 4894*178 = 871179 Вт/м2;

14. Площадь поверхности нагрева:

F = Q/q = 74,4/871 = 0,085 м2;

15. Высота трубок:

Н = F/(p*dср*n) = 0,085/(3,14*13*10-3*1) = 2,1 м;

16. Температуры стенок трубок:

tс2 = ts-q/a2 = 250 - 871179/10126 = 164 0С;

tс1 = tс2-q*d/l = 164 - 871179*10-3/130 = 1570С;

Расчет второй ступени теплообменника

Исходные данные:

скорость течения воды W=1,5 м/с;

температура воды t ж1`=120 0С;

температура воды на выходе из первой ступени теплообменника tж1`=1600С;

параметры греющего пара: Р=0,981 мПа, t=250 0С;

внутренняя трубка теплообменника: d=14/12мм, материал латунь;

коэффициент теплопроводности: l=130 Вт/м0С;

теплоемкость воды: Ср1=4,187 кДж/кг0С;

расход нагреваемой воды: G1=0,61м3/ч;

1. Количество передаваемой теплоты:

Q= G1* Ср1(t ж1``-t ж1`) = (150-120)*4,187*610/3600 = 21,3 кВт;

2. Расход пара, при Р=0,981 МПа ts=2500С; i``=2942 кДж/кг; i`=760кДж/кг;

G2=Q/0,98(i``- i`) = 21,3*103/0,98(2942- 760) = 0,01 кг/с;

3. Для расчета коэффициента теплоотдачи к внешней поверхности трубки при конденсации пара необходимо знать температуру внешней поверхности tс2 и высоту трубки Н. Так как значения этих величин неизвестны, то расчет производим методом последовательных приближений.

Определяем среднелогарифмический температурный напор:

Dtл= (t ж1``-t ж1`)/(2,3*lg(ts- t ж1`)/( ts- t ж1``)=(150-120)/(2,3 lg(250-120)/(250-150)) = 115 0С

4. Задаёмся температурой наружной стенки трубы

tс2 » ts-tл/2 = 250 - 115/2 = 193 0С

5. Задаёмся высотой трубок Н = 2 м

6. Приведенная длина трубки

Z = t2 Н*

А; При ts=180 0С : В = 13*10-3 м/Вт; А = 150 1/м*с

Z = (ts- tс2)*Н*А=(250-193)*2*150= 17100 >2300

7. Течение пленки конденсата турбулентное по всей длине трубки.

Re = (253+0,069 (Рr/Рrс)0,25*Рr0,5*(Z-2300))4/3;

Рr1 (180 0С)

Рrс0,95 (193 0С)

Re = (253+0,069(1/0,95)0,25 *10,5(17100-2300)) 4/3=14005;

8. Коэффициент теплоотдачи (от пара к стенке трубки)

2=Rе/t2*Н*В=14005/100*1,5*13*10-3=5386 Вт/м2 0С;

9. Среднеарифметическая температура воды:

tж1 = 0,5*(tж1`+ tж1``)=0,5*(120+150) =135 0С

при этой температуре:

nж1=0,224*10-6;

l ж1=68,55*10-2;

r ж1=930;

Рr ж1=1,3;

10. Rе ж1=W*d1/nж1=1,5*12*10-3/(0,224*10-6) = 80357;

Течение воды турбулентное.

Перепад температур по толщине стенки оцениваем примерно в 10 С,