Т а б л и ц а 1-1

Значения температурных множителей в формулах для определения коэффициентов теплоотдачи

Конденсирующийся пар Н2О	Вода при турбулентном движении
Температура насыщения, t, °С	A1, формула (1-1)	А2, формула (1-2)	А3, формула, (1-6)	A4*103. фор­мула (1-7)	Температу­ра t, 0С	A5, формула (1-3)
	5,16			1,88
	7,88		—	2,39
	11,4	—	—	2,96
	15.6	—	—	3.56
	20,9	—	—	4,21
	27,1	—	—	4,91
	34,5			5,68
	42,7			6,48
	51.5		11 205	7,30
	60,7			8,08
	70,3		11 809	8.90
	82,0			9,85
	94,0			10.8
				11.8
				12,9
				14,0
				15,0

 

При t_н= 142,9° С имеем A₁ =97,9 (м*град)^-1, тогда L=12*0,016* 29,9*97,9 ==562, т. е, меньше величины L_кр=3900 (для горизонталь­ных труб), следовательно, режим течения пленки ламинарный.

Для этого режима коэффициент теплоотдачи от пара к стенке на горизонтальных трубках может быть определен по преобразованной формуле Д. А. Лабунцова:

.

При t_н==142,9°С по табл. 1-1 находим множитель A₂==8243, тогда

=5 320 ккал/м² – ч град., 6200

Определяем коэффициент теплоотдачи от стенки к воде. Режим течения воды в трубках турбулентный, так как

=1*0.014/0.353*10^-6= 39 700,

где коэффициент кинематической вязкости воды (по справочнику) n =0,353 • 10^-6 м²/c, при средней температуре воды t=83,2° С.

Коэффициент теплоотдачи три турбулентном движении воды вну­три трубок.

 

(1-3)

 

 

при t=83,2° С по табл. 1-1 множитель A₅=2656, следовательно,

 

a_В=2656 * 1^0,8 / 0,014^0,2 = 6250 ккaл/м² ч-гpaд., 7270

В данном случае d_э=d_в

Расчетный коэффициент теплопередачи (с учетом дополнительного теп­лового сопротивления d_з/l_з) определяем по формуле для плоской стенки, так как ее толщина меньше 2,5 мм:

= 1/(1/5320 + 0,001/90 + 0,00015 +1/6250) = 1 960 ккaл/м²ч-гpад., 2280

Уточненное значение температуры стенки трубок

=(142,9 *5320 + 83,2 * 6250)/(5 320 + 6 250)»111°С.

Поскольку уточненное значение t_ст мало отличается от принятого для предварительного расчета, то пересчета величины a_п не производим (в противном случае если отличие в данных температурах более 3% необходимо производить пересчет методом последовательных приближений до достижения данной точности).

Расчетная поверхность нагрева

=10⁶/(1960*59.7)=8,55 м²,

Ориентируясь на полученную величину поверхности нагрева и на заданный в условии диаметр латунных трубок d=14/16 мм, выбираем пароводяной подогреватель горизонтального типа конструкции Я. С. Лаздана (рис. 1-24, табл. 1-23а) с поверхностью нагрева F =10,4 м², площадью проходного сечения по воде (при z=2) f_T =0,0132 м², количеством и длиной трубок 172*1 200 мм, числом рядов трубок по вертикали т =12. Основные размеры подогревателя приве­дены в табл. 1-23 б.

Уточним скорость течения воды w в трубках подогревателя:

 

=40/(3600*0.0132)=0.84 м/сек.

Поскольку активная длина трубок l=1200 мм, длина хода воды L==l*z=1 200 * 2 =2400 мм.

Определяем гидравлические потери в подогревателе. Коэффициент гидравлического трения при различных режимах те­чения жидкости и различной шероховатости стенок трубок можно под­считать по формуле А. Д. Альтшуля [Л.Доп. 1]:

 

где k₁— приведенная линейная шероховатость, зависящая от высоты выступов, их формы и частоты.

Принимая k₁=0 (для чистых латунных трубок), формулу можно представить в более удобном для расчетов виде (для гидравлически гладких труб):

 

(1-4)

 

Уточняем критерий Рейнольдса Re:

=0.84*0.014/0.353*10^-6= 33 300

 

Таблица 1-2

Значения l_T=f(Re) для гидравлически гладких труб по формуле (1-4)

Re*10-3	lT	Re*10-3	lT	Re*10-3	lT	Re*10-3	lT
	0,0303		0,0184		0.01565		0,0140
	0.0253		0,0179		0,0153		0,0139
	0,0230		0,0175		0,0150		0,0137
	0.0215		0.0168		0,0147		0,0135
	0,0205		0,0164		0,0146		0,01345
	0.0197		0,0160		0,0144
	0,0190		0.0156		0,0142

Используя табл. 1-2, по известной величине Re находим l_T =0,0226.

 

Таблица 1-3

Значение коэффициента загрязнения труб Х_CT

Материал труб и состояние их поверхности	ХCT
Медные и латунные чистые гладкие трубы	1,0
Новые стальные чистые трубы	1,16
Старые (загрязненные) медные или латунные трубы	1.3
Старые (загрязненные) стальные тру­бы	1,51—1,56

Потерю давления в подогревателе определяем с учетом дополни­тельных потерь от шероховатости в результате загрязнений труб по табл. 1-3 и потерь от местных сопротивлений по табл. 1-4.

Т а б л и ц а 1-4