Задача №4

Розрахувати і накреслити кожухотрубний теплообмінник, який нагріває воду від початкової температури , до кінцевої , ; тиск нагрівної пари Р, МПа, кількість пари V, м³/год; коефіцієнт теплопередачі К, Вт/м²· .

Визначити необхідну площу поверхні теплопередачі теплообмінника і кількість нагрітої води. Теплоту охолодження конденсату не враховувати.

Таблиця № 3.3

Величина, одиниця вимірюван-ня	Передостання цифра шифру
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
V, м^3/год	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000	1250	1350	5000
, ^0С	10	20	30	40	50	10	20	30	10	40
, ^0С	50	70	60	60	70	70	80	80	70	60
	Остання цифра шифру
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Р, МПа	0,2	0,32	0,38	0,36	0,26	0,24	0,16	0,18	0,28	0,3
К, Вт/м^2·^0К	800	750	700	720	850	900	880	780	950	920

1. Визначення температурних умов нагріву.

Середня різниця температур між парою і водою, що нагрівається, визначають як середньоарифметичну якщо

_(3.26)

де , - різниці температур між теплоносіями на кінцях теплообмінника;

; _(3.27)

; _(3.28)

- температура насиченої пари за тиску Р.

Якщо , то визначають як середньо логарифмічну

; _(3.29)

Середня температура рідини, яку нагрівають

= - _(3.30)

Теплофізичні властивості води .

При середній температурі води визначають теплофізичні параметри води за допомогою таблиць (таблиця Д.1)

З таблиць знаходять теплоємність води (Дж/кг··⁰_К) та густину (кг/м³)

2. Теплове навантаження і кількість нагрітої води.

Теплове навантаження

_(3.31)

де - ентальпія пари, Дж/кг

- витрати пари, кг/с.

_(3.32)

де - густина пари, кг/м³;

Кількість нагрітої води визначають з рівняння теплового балансу:

_(3.33)

де - коефіцієнт, що враховує витрати рідини в навколишнє середовище; =1,02…1,05;

- витрати води, кг/с.

3. Визначення площі поверхні теплопередачі.

Площа поверхні нагрівання теплообмінника визначається за такою формулою:

_(3.34)

Додатки

Таблиця Д.1

Теплофізичні властивості води на лінії насичення

Температу-ра t, ˚С	Густина ρ, кг/м^3	Теплоєм-ність С, Дж/(кг·К)	Теплопровідніс-ть λ, Вт/(м·К)	Коефіцієнт динамічної в'язкості μ· 10^6, Па·с	Критерій Прандтля Рr
1	2	3	4	5	6
0	1000	4218	0,562	1811,140	13,609
1	1000	4212	0,564	1751,343	13,093
2	1000	4208	0,567	1694,439	12,604
3	1000	4205	0,569	1640,249	12,142
4	1000	4202	0,572	1588,609	11,705
5	1000	4200	0,574	1539,368	11,290
6	1000	4197	0,576	1492,385	10,897
7	1000	4195	0,578	1447,530	10,524
8	1000	4193	0,581	1404,681	10,170
9	1000	4192	0,583	1363,724	9,833
10	1000	4190	0,585	1324,554	9,513
11	1000	4188	0,587	1287,071	9,208
12	1000	4187	0,589	1251,184	8,918
13	1000	4186	0,591	1216,805	8,642
14	999	4185	0,592	1183,856	8,378
15	999	4183	0,594	1152,258	8,126
16	999	4182	0,596	1121,943	7,886
17	999	4181	0,598	1092,844	7,656
18	999	4180	0,600	1064,898	7,437
19	998	4180	0,601	1038,048	7,227
20	998	4179	0,603	1012,237	7,026
21	998	4178	0,605	987,415	6,834
22	998	4177	0,606	963,534	6,649
23	998	4177	0,608	940,546	6,473
24	997	4176	0,609	918,411	6,303
25	997	4176	0,611	897,086	6,141
26	997	4175	0,612	876,534	5,984
27	996	4175	0,614	856,718	5,834
28	996	4175	0,615	837,606	5,690
29	996	4174	0,617	819,164	5,552
30	996	4174	0,618	801,362	5,418
31	995	4174	0,619	784,172	5,290
32	995	4174	0,621	767,566	5,167
33	995	4174	0,622	751,519	5,048
34	994	4173	0,623	736,006	4,933
35	994	4173	0,625	721,005	4,823
1	2	3	4	5	6
36	994	4173	0,626	706,493	4,716
37	993	4173	0,627	692,450	4,613
38	993	4173	0,628	678,856	4,514
39	993	4173	0,630	665,693	4,418
40	992	4173	0,631	652,942	4,326
41	992	4174	0,632	640,588	4,236
42	991	4174	0,633	628,613	4,150
43	991	4174	0,634	617,003	4,066
44	991	4174	0,635	605,743	3,986
45	990	4174	0,636	594,819	3,907
46	990	4175	0,637	584,219	3,832
47	989	4175	0,638	573,929	3,758
48	989	4175	0,639	563,939	3,687
49	989	4175	0,640	554,236	3,619
50	988	4176	0,641	544,809	3,552
51	988	4176	0,642	535,649	3,487
52	987	4177	0,643	526,746	3,425
53	987	4177	0,644	518,089	3,364
54	986	4178	0,645	509,671	3,305
55	986	4178	0,646	501,482	3,247
56	985	4179	0,647	493,514	3,192
57	985	4179	0,648	485,760	3,138
58	984	4180	0,649	478,211	3,085
59	984	4180	0,650	470,861	3,034
60	983	4181	0,651	463,703	2,985
61	983	4181	0,652	456,730	2,937
62	982	4182	0,652	449,935	2,890
63	982	4183	0,653	443,314	2,844
64	981	4183	0,654	436,859	2,800
65	981	4184	0,655	430,566	2,757
66	980	4185	0,656	424,429	2,715
67	980	4185	0,656	418,443	2,674
68	979	4186	0,657	412,603	2,634
69	978	4187	0,658	406,904	2,595
70	978	4188	0,659	401,342	2,557
71	977	4188	0,660	395,912	2,520
72	977	4189	0,660	390,611	2,484
73	976	4190	0,661	385,433	2,449
74	976	4191	0,662	380,376	2,415
75	975	4192	0,662	375,436	2,382
76	974	4193	0,663	370,609	2,349
77	974	4194	0,664	365,891	2,318
78	973	4194	0,665	361,279	2,287
79	973	4195	0,665	356,771	2,256
80	972	4196	0,666	352,362	2,227
81	971	4197	0,667	348,051	2,198
1	2	3	4	5	6
82	971	4198	0,667	343,834	2,170
83	970	4199	0,668	339,708	2,142
84	969	4200	0,668	335,671	2,115
85	969	4201	0,669	331,740	2,089
86	968	4202	0,670	327,853	2,063
87	967	4203	0,670	327	2,038
88	967	4204	0,671	323	2,014
89	966	4205	0,672	319	1,990
90	965	4206	0,672	315	1,966
91	965	4208	0,673	311,7	1,943
92	964	4209	0,673	308,4	1,920
93	963	4210	0,674	305,1	1,898
94	963	4211	0,674	301,8	1,877
95	962	4212	0,675	298,5	1,856
96	961	4213	0,676	295,2	1,835
97	961	4214	0,676	291,9	1,815
98	960	4216	0,677	288,6	1,795
99	959	4217	0,677	285,3	1,776
100	958	4218	0,678	282	1,756
101	958	4219	0,678	279,4	1,738
102	957	4220	0,679	276,8	1,740
103	956	4222	0,679	274,2	1,702
104	955	4223	0,680	271,6	1,684
105	955	4224	0,680	269	1,667
106	954	4226	0,681	266,4	1,650
107	953	4227	0,681	263,8	1,633
108	952	4228	0,682	261,2	1,617
109	952	4229	0,682	258,6	1,601
110	951	4231	0,683	256	1,585
111	950	4232	0,683	253,5	1,570
112	949	4233	0,684	251	1,555
113	949	4235	0,684	248,5	1,540
114	948	4236	0,685	246	1,526
115	947	4238	0,685	243,5	1,511
116	946	4239	0,686	241	1,497
117	945	4240	0,686	239,287	1,484
118	945	4242	0,686	237,189	1,470
119	944	4243	0,687	235,127	1,457
120	943	4245	0,687	233,099	1,444
121	942	4246	0,688	231,106	1,431
122	941	4248	0,688	229,145	1,418
123	940	4249	0,689	227,217	1,406
124	940	4250	0,689	225,321	1,394
125	939	4252	0,689	223,456	1,382
126	938	4253	0,690	221,621	1,370
127	937	4255	0,690	219,815	1,359
1	2	3	4	5	6
128	936	4256	0,691	218,039	1,347
129	935	4258	0,691	216,290	1,336
130	934	4259	0,691	214,570	1,325
131	933	4261	0,692	212,876	1,314
132	933	4263	0,692	211,210	1,304
133	932	4264	0,693	209.569	1,293
134	931	4266	0,693	207,953	1,283
135	930	4267	0,693	206,363	1,273
136	929	4269	0,694	204,796	1,263
137	928	4270	0,694	203,254	1,253
138	927	4272	0,694	201,735	1,243
139	926	4274	0,695	200,238	1,234
140	925	4275	0,695	198,765	1,225

Таблиця Д.2