Краткий справочник по теплообменным аппаратам, страница 7

значение которой может быть также выражено соотношением

14                  Основы расчета теллообменных аппаратов        {Гл. 1

При конструкторском расчете аппарата обычно задается вели­чина среднего нагрева охлаждающего теплоносителя Д0_ШСр. а также значения t[, t'_t', t'₂, кроме того, известны бывают значения GiCi и t.

В этом случае определение величины F производится в следую­щем порядке: по уравнению (1-27) определяется величина у, затем по уравнению теплового баланса (1-23) определяют значения Q и №.

Конечная температура охлаждающей воды в начале процесса где

t'_a={t\~t^y                                                           (1-29)

и в конце процесса                          _

где

$                                      (1-31)

Средняя разность температур

Д^_Р = -у^,                                                 (1-32)

где

Поверхность теплообмена определяют, исходя из урав-нения тепло­обмена (1-24).

При выполнении поверочных расчетов величина x=kFjW бывает обычно известна, что позволяет сразу же найти у, и по фор­мулам, приведенным выше, все интересующие значения температур.

Определение коэффициента теплопередачи, знание которого позволяет затем определить поверхность нй^рева в соответствии с основной .расчетной формулой (1-9), является важ­нейшим элементом теплового расчета любого теплообменного ата-рата.

Коэффициент теплопередачи для плоской стенки может быть найден по формуле

1 k[ккал/м²-ч-град].         (1-34)

Для цилиндрической стенки

1.1 7~d~T,     i    \------------------------ [ккал1м*-ч-град],

(1-35)

§ 1-2]        Тепловые расчеты теплообменных аппаратов                      15

где а, и а₂ — коэффициенты теплоотдачи с внутренней и внеш­ней сторон стенки, ккал!м²-ч-град; Ъ — толщина стенки, м;

d_BH, dung, d_cv — внутренний, наружный и средний^ диаметры труб­ки, м;

Язят — термические сопротивления, учитывающие загряз­нение с обеих сторон стенки (накипь, сажа и т. д.), м^г-ч-град\ккал; X — коэффициент теплопроводности материала стенки,

ккал/м-ч-град.

При вычислении d_cp необходимо соблюдать следующее пра­вило:

если а^аг, ТО rf_cp = d_Ha_P;

если а_г ss а₂, то d_cp = 0,5 (аГ_вн + af_Ilap);

если а,^^, то d_cv = d_BU.

При расчете теплообменных аппаратов, толщина стенок трубок которых невелика, вместо формулы (1-35) может быть применена формула (1-34). Если яри этом d_H&v/d_B1I<Cl,5, погрешность расчета «е превышает 3%i.

Значения R₃&r определяются опытным путем или, если извест­ны толщины слоев загрязнений на внутренней « наружной поверх­ностях стенки (б! и 62) и теплопроводность (K_v и Яз) их, опреде­ляются расчетом.

Для формулы (1-34)

Для формулы (1-35)

Другим способом учета влияния загрязнений является введение коэффициента использования поверхности теплообмена ср.

В этом случае действительный коэффициент теплопередачи определяется путем умножения теоретически подсчитанного коэффи­циента теплопередачи на величину ср:

*дсвств = *?-                                       (1-36)

В большинстве случаев <р=0,7-нО,8.

Из уравнений (1-34) и (1-35) следует, что для определения коэффициента теплопередачи необходимо знание коэффициентов теплоотдачи с двух сторон теплопередающей стенки. Методы опре­деления коэффициентов теплоотдачи для различных случаев тепло­обмена подробно изложены в многочисленной литературе ГЛ 4, 18. 20. 21, 22, 33].

При расчете теплообменлого аппарата весьма важным являет­ся точное определение средней разности темпера­тур между теплоносителями (температурного напора) Д^_Ср.