Определение коэффициентов теплоотдачи при конденсации

В зависимости от типа конденсатора конденсация может происходить в межтрубном пространстве или в трубах.

1. Конденсация в межтрубном пространстве горизонтального пучка труб.

Для неподвижного пара:

где т — приведенное число труб в вертикальном ряде пучка; схдг — коэффициент теплоотдачи при конденсации на одиночной трубе в неподвижном паре.

где At = tH — tc — разность температур между насыщенным паром и стенкой труб; dH — наружный диаметр труб, м; В — коэффициент, зависящий от свойств рабочего тела и температуры конденсации.

Значения В (Вт/(м1/4- К3/4)) для различных веществ приведены ниже:

Хладагент

Температура конденсации

20

30

40

50

60

Вода

8442

9060

9678

10 184

10 691

Аммиак

7914

7760

7595

7402

7135

R-22

1656

1555

1447

1324

1185

R-12

1450

1398

1340

1277

1203

Для движущегося пара сначала определяется коэффициент теплоотдачи для верхнего ряда труб пучка:

где рп, Wn — плотность и скорость пара в узком сечении пучка; рж, Хж — плотность и теплопроводность жидкого хладагента (конденсата).

Затем определяется средний коэффициент теплоотдачи для всего пучка:

где ? — степень конденсации пара на пучке,

При наличии оребрения нужно учитывать эффективность ребер, как показано выше.

2. Конденсация пара в трубах.

При такой конденсации коэффициент теплоотдачи рассчитывают по формуле конвективного теплообмена с учетом поправки:

где

С — коэффициент, равный: 0,024 — для стальных труб, 0,026 —

W •d

для латунных труб, 0,032 — для медных труб; Re = —см

число Рейнольдса; WCM — средняя скорость смеси в трубе,

где уж — кинематическая вязкость конденсата хладагента при температуре насыщения ?н; Ргж — число Прандтля для конденсата при tH; А,ж — теплопроводность конденсата при ?н; х1 и х2 — паросодержание потока на входе и выходе из трубы соответственно; рж и рп — плотности конденсата и пара хладагента при tH

Примерные коэффициенты теплопередачи при конденсации к, Вт/(м2-К):

  • • в кожухотрубчатых конденсаторах: — горизонтальных для аммиака — 700... 1000, — вертикальных — 800, — горизонтальных для фреонов — 700;
  • • в оросительных — 700...930;
  • • в конденсаторах воздушного охлаждения — 30...35. Расчет конденсатора сводится к определению площади

теплопередающей поверхности, по которой подбирают один или несколько конденсаторов с суммарной площадью поверхности, равной расчетной с коэффициентом запаса 1,25. Площадь теплопередающей поверхности конденсатора F, м2, определяют по формуле

где Q — тепловая мощность конденсатора; к — коэффициент теплопередачи; Atcp — средний температурный напор.

Затем рассчитывают расход воды или воздуха и производят подбор насосов или вентиляторов.

Особенности расчета конденсаторов

Теплоотдача при конденсации пара зависит от разности температур насыщенного пара и стенки. При расчетах конденсаторов температура стенки ?с предварительно принимается (в первом приближении) как средняя арифметическая между температурой насыщения пара и охлаждающего теплоносителя, а затем определяется аналитическим (метод итераций) или графическим способом.

Аналитический способ изложен выше и в приложениях 1 и 4 к методическим указаниям по выполнению курсовой работы. Задают температуру стенки: ?с = (tgP + ?н) / 2.

Рассчитывают коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи:

Уточняют температуру стенки:

Повторяют расчет с новым значением температуры стенки до тех пор, пока разница между новым значением и предыдущим не станет менее 1 °С.

Графический способ. Линейный тепловой поток, отнесенный к наружной поверхности и рассчитанный изнутри трубки:

должен быть равен аналогичному потоку, рассчитанному снаружи трубки:

где А = 0,728-В-р-(62)0,75 — коэффициент пропорциональности, так как

По этим формулам строятся графики зависимостей qlL и q2L от температуры стенки tc. Точка пересечения кривых даст искомую величину температуры стенки.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >