Решение

Тепловой расчет

1. Количество тепла, передаваемого в единицу времени:

2.

3. Расход нагреваемого масла, исходя из возможностей нагревания его заданным количеством пара, составит:

кг/с = 0,0292 м3/с

4. Средний логарифмический температурный напор при заданных начальных и конечных температурах сред:

схема потоков:

С

5. Принимаем удельную тепловую нагрузку приближенно q = 60000 Вт/м2 и определим в зависимости от нее критерий Рейнольдса для стекающей пленки конденсата по формуле:

6. Критерий Нуссельта для пластин ПР-0,5М определится по формуле (14):

7. Коэффициент теплоотдачи от пленки конденсата к стенке при том составляет:

Вт/(м2·°С)

8. Для ориентировочного расчета рациональной величины скорости масла принимаем ξ2 = 3,0; α2 = 800 Вт/(м2·°С):

°С

Используя формулу (23) получаем:

м/с

9. Определяем критерий Рейнольдса для потока масла при этом значении скорости:

10. Проверяем принятый коэффициент общего гидравлического сопротивления:

11. Поскольку его значение отличается от принятого, сделаем поправочный пересчет скорости:

м/с

12. Критерий Рейнольдса после уточнения составляет:

13. Критерий Нуссельта со стороны потока масла определяем по формуле (5):

где Prст = 121 при температуре стенки 96,5 °С.

14. Коэффициент теплоотдачи от стенки к нагреваемому маслу при этом:

Вт/(м2·°С)

15. Определяем средний коэффициент теплопередачи в аппарате:

Вт/(м2·°С)

16. Находим поверхность теплопередачи в первом приближении:

м2

17. Принимаем стандартную величину поверхности Fa = 50 м2 и проверяем величину удельной тепловой нагрузки:

Вт/м2

18. При этом Reк для пленки конденсата:

19. Уточняем число Нуссельта для пленки конденсата и находим уточненное значение коэффициента теплоотдачи:

;

Вт/(м2·°С)

Компоновочный расчет и анализ работы аппарата

при двух вариантах компоновки

1. Определим площадь поперечного сечения пакета со стороны масла: