Расчет теплообмена

РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕНА

На основании ориентировочной оценки площади поверхности теплообмена и коэффициента теплопередачи подбираем вариант конструкции теплообменника и проводим уточненный расчет. Сопоставление ориентировочных и полученных при уточненном расчете значении площади поверхности теплообмена и коэффициента теплопередачи даст ответ на вопрос о пригодности выбранной конструкции теплообменника. При значительных отклонениях расчетных значений от выбранных следует перейти к другому варианту конструкции теплообменника и повторить уточненный расчет.

На основании условий теплообмена, полученных ориентировочных расчетов площади поверхности теплообмена и коэффициента теплопередачи, подробного изучения типов теплообменных аппаратов (с. 54 – 64 [2]) назначаем теплообменный аппарат типа «труба в трубе». Среды движутся в противотоке. В кольцевой зазор между трубами поступает охлаждаемая среда – 90%-ая уксусная кислота при атмосферном давлении, а по внутренней трубе – нагреваемая среда – 10%-ая уксусная кислота под давление 1,5 атм.
стенка теплообменник труба гидравлический
4. Уточненный расчет

Принимаем, что аппарат изготовленный из труб 383,5 (внутренняя труба) и 574 (наружная труба) [2c. 61].

Для обеспечения турбулентного течения уксусной кислоты в трубе при Re2 > 10 000 скорость в трубах должна быть больше ω'2:


,
где μ2 = 0,82 . 10-3 Па . с – динамический коэффициент вязкости 10%-ой уксусной кислоты при 43,10С [1, табл.IX]. Для расчетов можно выбрать трубы диаметром 25×3 мм. Тогда внутренний диаметр труб равен: dвн = 38 – 3,5 · 2 = 31 мм.
Число параллельно работающих труб 38 x 3,5 мм, обеспечивающих объемный расход уксусной кислоты при Re2 = 10 000:



Для обеспечения устойчивого турбулентного режима движения нагреваемой среды принимаем n` = 3, тогда фактическая скорость раствора будет равна:
w2 = V2/0,785dвн2n`22 = 0,001/0,7850,03123= 0,44 м/с.
Критерий Рейнольдса для 10%-ой уксусной кислоты:

Re2 = w2dвн2/2 = 0,440,0311062/0,8210-3 = 17665