Коэффициент теплопередачи. 
Технологический расчет теплообменника

Принимаю тепловую проводимость загрязнений со стороны охлаждающей воды:

со стороны раствора гидроксида натрия.

?ст=17,5 Вт/м*К Коэффициент теплопроводности нержавеющей стали (табл. XXVIII), [1,с.529].

q = K* ?tср=870,08*61,65 = 53 640,432 Вт/м2.

Уточним значения tст.1 и tст.2:

tст.1=t1-?t1=t1-q/?1=132,9−53 640.432/8366,6=126.5.

tст.2=t2-?t2=t2-q/?2=71.25+53 640.432/2061.096=97.275.

При этих значениях tст.1 и tст.2 сделаем новый расчет.

Введение

поправки в коэффициент теплоотдачи для NaOH не требуется, так как сомножитель в новых условиях близок к таковому в предыдущих расчете.

Для греющего пара определяющая температура:

t2=0,5*(t2+tст1)=0,5*(132,9+126,5)=129,7.

?=0,686 Вт/м*К, ?=935 кг/м3 ,?=0,212*10−3 Па*.

r=2179кДж/моль (табл. LVI) [1,с.548].

?t=132,9−129,7=3,2.

Коэффициент теплопередачи.

Принимаю тепловую проводимость загрязнений со стороны охлаждающей воды:

со стороны раствора гидроксида натрия.

?ст=17,5 Вт/м*К Коэффициент теплопроводности нержавеющей стали.

Проверим принятое значение коэффициента теплоотдачи для раствора гидроксида натрия. Для этого определим:

tст2 = 97,275 0С Динамические коэффициенты вязкости растворовов гидроксида натрия в зависимости от температуры:

• ?=1,22*10−3 Па*с
• ?2 =0,547 Вт/м*К, С2 =3758Дж/кг*К

Отношение было принято равным 1,05.

Разница 0,48%. Расчет К закончен.

q = K* ?tср=879,16*61,65 = 54 200,214 Вт/м2.

КПНГТУ — 240 100 — (12-ХТЭ) — 02 — 2015.

Определение расчетной площади поверхности теплообмена.

F?р = Q/q = 950 014,884/54 200,214 =17,5 м².

С запасом 10%: Fр = 19,25 м².

Площадь поверхности теплообмена одного элемента длиной 6 м:

F1 = ?dсрL = 3,14*0,0535*6 = 1,01 м².

N = Fр/n*F1 = 19,25/2*1,01 = 10 шт.

Общее число элементов n*N=2*10=20 шт.

Запас поверхности составляет при этом:

(F1N•n — F’p)/ F’p=(20•1,01 — 19,25)/19,25=4,93%.

Составление схемы процесса теплопередачи.

Расчёт гидравлического сопротивления

Гидравлическое сопротивление теплообменника типа «труба в трубе» можно рассчитать по формуле:

.

где wтр — скорость гидроксида натрия в трубах, м/с;

wш — скорость гидроксида натрия в штуцерах, м/с;

.

? — коэффициент трения.

.

где e=?/d — относительная шероховатость труб;

?=0,2.10−3 м — высота выступов шероховатостей.

м/с.

м/с.