Выбор конструкционного материала

Выбираем конструкционный материал, стойкий в среде кипящего раствора NaNO3 в интервале изменения концентраций от 5 до 60%. В этих условиях химически стойкой является сталь марки Х17. скорость коррозии её не менее 0,1 мм? год, коэффициент теплопроводности = 25,1 Вт ?(м· К) [3].

Расчет коэффициентов теплопередачи Коэффициент теплопередачи для первого корпуса определяют по уравнению аддитивности термических сопротивлений:

.

Примем, что суммарное термическое сопротивление равно термическому сопротивлению стенки и накипи. Термическое сопротивление загрязнений со стороны пара не учитываем. Получим:

= 0,002? 25,1 + 0,005? 2 = 2,87· 10−4 м2· К? Вт.

Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке равен:

.

где r1 — теплота конденсации греющего пара, Дж? кг; по табл. LVII [1] по РГП1 = 6,171 кг· с? см2 r1 = 2058,42 кДж? кг;

— соответственно плотность (кг?м3), теплопроводность Вт ?(м· К), вязкость (Па· с) конденсата при средней температуре пленки tпл = tгп1 — t1 ?2, где t1 — разность температур конденсации пара и стенки, град. tпл= 160 — 2 ?2=159 0С.

=906 кг? м3; =68, 29· 10−2 Вт? м· к; =0,173· 10−3 Па· с. [табл. XXXIX, 1].

Расчет ведут методом последовательных приближений. В первом приближении примем t1=2 град. Тогда.

Вт ?(м2· к).

Для установившегося процесса передачи тепла справедливо уравнение.

.

где q — удельная тепловая нагрузка, Вт? м2; - перепад температур на стенке, град; - разность между температурой стенки со стороны раствора и температурой кипения раствора, град.

Отсюда.

град.

Тогда.

град.

Коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящему раствору:

.

Проверим правильность первого приближения по равенству удельных тепловых нагрузок:

Вт?м2;

Вт?м2.

Как видим, .

Для второго приближения примем.

Пренебрегая изменением физических свойств конденсата при изменении температуры на 1 0С, рассчитываем ?1 по соотношению:

Тогда получим:

Проверим правильность второго приближения по равенству удельных тепловых нагрузок:

Как видим.

Находим К1:

Вт ?(м2· к).

Далее рассчитываем коэффициент теплопередачи для второго корпуса К2. для этого найдем:

Вт ?(м2· к).

град.

град.

Проверим правильность первого приближения по равенству удельных тепловых нагрузок:

Вт?м2;

Вт?м2.

Как видим, .

Определим К2:

Вт ?(м2· к).