2.2. Физические свойства водяного пара на линии насыщения

Температура t,°C	Давление р, бар	Плотность пара	Энтальпия пара i, кДж/кг	Скр. теплота парообр-я r, кДж/кг
40	0,0737	0,0512	2570,6	2403,0
50	0,1234	0,0830	2589,5	2380,0
60	0,199	0,1301	2608,3	2356,9
70	0,312	0,1979	2626,3	2333,0
80	0,474	0,2929	2644,3	2310,0
90	0,701	0,4229	2662,0	2285,0
100	1,013	0,598	2675,9	2256,8
110	1,43	0,826	2691,4	2230,0
120	1,98	1,121	2706,5	2202,8
130	2,70	1,496	2720,7	2174,3
140	3,61	1,966	2734,1	2145,0
150	4,76	2,547	2746,7	2114,3
160	6,18	3,258	2758,0	2082,6
170	7,92	4,122	2768,9	2049,5
180	10,04	5.157	2778,5	2015,2
190	12,55	6,397	2786,4	1978,8
200	15,55	7,862	2793,1	1940,7
210	19,08	9,588	2798,2	1900,7
220	23,20	11,62	2801,5	1857,8
230	27,98	13,99	2803,2	1813,0
240	33,48	16,76	2803,0	1766
250	39,78	19,98	2801	1716
260	46,94	23,72	2796	1661
270	55,05	28,09	2790	1604
280	64,19	33,19	2780	1543
290	74,45	39,15	2766	1476
300	85,92	46,21	2749	1404
310	98,70	54,58	2727	1325
320	112,90	64,72	2700	1238
330	128,65	77,10	2666	1140
340	146,08	92,76	2622	1027
350	165,37	113,6	2564	893
360	186,74	144,0	2481	719,7
370	210,53	203,0	2331	438,4

Приложение 3 пример расчета подогревателя

Рассчитать необходимую поверхность теплопередачи и подобрать теплообменник для нагревания раствора NaNO₃ (концентрация соли a=10% масс.) от начальной температуры t_н=20°С до конечной t₀=80°C.

Обогрев ведется насыщенным водяным паром с давлением Р_гр=1,5 атм (температура конденсации Т=110,8°С).

РЕШЕНИЕ:

Расчет поверхности теплообмена F₀ ведем по формуле (3):

(3)

где - средняя движущая сила процесса теплопередачи при движении теплоносителей в режиме идеального вытеснения, находится как среднее логарифмическое значение из движущих сил на концах теплообменника:

Тепловая нагрузка теплообменника:

,

где – теплоемкость 10% раствораNaNO₃ при средней температуре ^°С

Для расчета коэффициента теплопередачи используем уравнение (5):

Так как для расчета A и необходимы размеры труб, то приняв ориентировочное значениеполучим:

По справочнику [9] находим теплообменник:

F=13м², высота труб H=4м, размер труб число трубn=43, число отходов z=1.

Сечение трубного пространства:

Для вертикального теплообменника:

Здесь – комплекс теплофизических величин при температуре конденсатаT=110,8°C равен 12600. При конденсации водяного пара – теплопроводность, плотность и вязкостьконденсата (воды) при T=110,8°C, а r – теплота парообразования, Дж/кг.

Теплопроводность материала стенки труб (углеродистая сталь) , поэтому .

Расчет коэффициента теплоотдачи (от стенки трубы к раствору):

- для 10% раствора NaNO₃ при температуре 50°С находим [2]: плотность , кинематическая вязкость, теплопроводность раствора, число ПрандтляPr=3,77.

- скорость жидкости в трубах по формуле (6):

- критерий Рейнольдса:

- для этого значения Re можно воспользоваться формулой:

- коэффициент теплоотдачи:

После подстановки значений имеем:

Так как ∆^1/3=55,5^1/3=3,184, а 8400^4/3=170755, то после вычислений получаем:

Отсюда методом итерации находим K=935 .

Поверхность теплообмена:

Выбранный теплообменник с F=13м² недостаточен. Выбираем теплообменник с F=16,3м² и длиной труб H=5м. Остальные характеристики остались прежними.

Необходим пересчет, так как изменились условия теплообмена (величина A). При H=5м величина A будет равна:

Это приводит к новому значению коэффициента теплопередачи: K=915и.

Выбранный теплообменник с F=16,3м² подходит.