Уравнение теплопередачи

Q=KF(T_X-TJ, (7.6)

где К — коэффициент теплопередачи, кВт/м² К; F — площадь теплообмена, м²; Т\ — температура горячей жидкости, К; Т₂ — температура холодной жидкости, К, уравнение теплового баланса

Q = UMTi-T5) = UMT2-T2), <⁷'⁷)

где Wi и W₂ — водяные эквиваленты, кВт/К;

W = V-p-c,

где V — объемный расход, м³/с; р — плотность, кг/м³; с — теп­лоемкость, кДж/кг-К.

Индексы: V — температура на входе в змеевик; Г" — тем­пература на выходе из змеевика.

Охлаждение производится змеевиком, сконструированным по принципу «труба в трубе», и встречным движением хлад­агента и охлаждаемой среды. Из конструктивных соображений диаметр змеевика охлаждения принимается около 25 мм. В свя­зи с тем что температура вдоль поверхности теплообменника изменяется незначительно, можно заменить средиелогарифмиче-ский температурный напор среднеарифметическим. При этом вносится погрешность не более 3%. Таким образом получим

Д*=-1-(Д*'+ДГ), (7.8)

где Д/'= Т[ — Т₂ и Д*"= П —П.

Расчет параметров змеевика охлаждения проводится по той же методике, которая рассмотрена в п. 6.2, применительно к системе термостатирования проявочных машин. В качестве охладителя можно выбрать холодную воду или специальный хладагент. Если провести расчет змеевика с использованием в качестве охладителя воды при /=15°С, то длина змеевика по­лучится более 40 м. Змеевик такой длины в травильной машине ФТЭ-50Н разместить невозможно.

Поэтому в травильных машинах, как правило, используют хладагент — хладон-12 с температурой кипения минус 20 °С. В этом случае температуру испарителя можно принять неизмен­ной по всей длине (Т₂= —20°С). Тогда температурный напор составит

Ы^Т₁ — Т_а = 27 — (— 20) = 47°С. (7.9)

По формуле (7.6) находим величину K-F:

/(F=-Ј- = AH=0,ll кВт. (7.10)

 

Коэффициент теплоотдачи от кипящего фреона или хладона определяется экспериментально и составляет 0,5-4-0,7 кВт/м²°С. Тогда коэффициент теплопередачи на едини­цу длины трубы будет равен:

К, ---------------------------!----------------------- = 6,23- Ю-³ кВт/м°С.

___!___ _1_ 0,0271

0,46:0,027 2:0,3 " 0,025 ⁺ 0,5-0,025

В результате длина змеевика будет равна
/ KF 0,11 _1Q

/ ₌ =! гк/ 18 M.

Ki 6,23-Ю-³

С учетом коэффициента запаса общая длина змеевика ох­лаждения принимается равной 20 м.

Включение и выключение электронагревателя и холодиль­ного агрегата осуществляется электронным регулятором темпе­ратуры, датчик которого непосредственно погружен в травящий раствор. На терморегуляторе устанавливается необходимая ра­бочая температура раствора, которая поддерживается на про­тяжении всего процесса травления с точностью ±1°С.