Тепловой расчёт теплообменников.

Тепловой расчет теплообменника заключается в определении площади теплопередающей поверхности теплообменника по формуле:

т.е. в предварительном определении величин Q, K, t_cp. Для этих расчетов необходимо определить физические параметры теплоносителей. Для воды физическими параметрами будут: теплоемкость, коэффициент теплопроводности, плотность, коэффициент вязкости; для пара – удельная теплота парообразования. Для определения физических параметров часто используют метод интерполяции.

Тепловую нагрузку аппарата и расход горячего теплоносителя определяем из уравнения теплового баланса при нагреве холодного теплоносителя при конденсации водяного насыщенного пара:
Q_пр =D×r;
Q_расх =1,05×G×с(t₂ -t₁)
где   D – расход греющего пара, кг/с; r – теплота парообразования (конденсации), Дж/кг; 1,05 – коэффициент учитывающий потери тепла в размере 5%; G = V × r – массовый расход воды, кг/с; V – объемный расход воды, м³/с; r – плотность воды, кг/м³; t₁, t₂ – начальная и конечная температура воды,⁰С; с – средняя удельная теплоемкость воды, Дж/(кг×К).

Среднюю разность температур, будем определять так же, как при противотоке, а затем вводить поправку в виде коэффициента e, т.е. Δt_ср = e × Δt_против. В случае конденсации пара на трубах расчет будет одинаков как для прямотока, так и для противотока, а значение коэффициента e можно принять равным 1. Для определения Δt_ср находим Δt_max, Δt_min, их отношение и Δt_ср по среднеарифметической или по среднелогарифмической формулам.

1. Составление теплового баланса (с целью определения требуемого для процесса количества тепла).

2. Рассчитывают средний температурный напор с учетом взаимной

направленности теплоносителей.

3. По правилу аддитивности определяют коэффициент теплопередачи.

4. По основному уравнению теплопередачи рассчитывают необходимую поверхность теплообмена.

5. Рассчитывают необходимое число труб.

6. Рассчитывают поверхность оребрения.

7. Производят гидравлический расчет для выбора насоса.

8. Экономический расчет аппарата.