Определить поверхность нагрева кожухотрубного горизонтального пароводяного подогревателя системы отопления, если давление греющего пара p,

Определить поверхность нагрева кожухотрубного горизонтального пароводяного подогревателя системы отопления, если давление греющего пара p, степень сухости x. Внутренний диаметр труб d1 = 14 мм, наружный d2 = 16 мм, материал труб – латунь. Температура воды на входе – t2’, на выходе t2’’, расход воды G2. Среднее число труб в вертикальном ряду nв. Внутренний диаметр кожуха Dвн, число труб n. Число ходов по воде – 4. Исходные данные: G2 = 8 кг/с, Dвн = 410 мм, n = 100 шт., nв = 8 шт., p = 0,55 МПа, x = 0.98, t2’ = 60 °С, t2’’ = 105 °С.

Выпишем из справочника теплофизические свойства конденсата при температуре tн = 155 °С:

Определим среднюю температуру стенки:

Определим средний коэффициент теплообмена со стороны пара:

Средняя температура воды:

Выпишем теплофизические параметры воды:

Определим скорость движения воды в трубах:

Вычислим критерий Рейнольдса:

Режим течения – турбулентный . Вычислим критерий Нуссельта:
,
где Prст – критерий Прандтля для воды при температуре стенки
Определим коэффициент теплоотдачи:

Определим коэффициент теплопередачи по формуле для плоской стенки:
,
где - толщина стенки теплообменных трубок, - коэффициент теплопроводности латуни.
Определяем средний температурный напор:


Определим тепловой поток, передающуюся от пара к воде:

Определяем требуемую площадь поверхности теплообмена:

Определяем плотность теплового потока:

Уточняем температуру стенки.
Температура стенки со стороны пара:
Температура стенки со стороны воды:
Уточним критерий Нуссельта:
Уточним коэффициент теплоотдачи:

Уточним средний коэффициент теплообмена со стороны пара:
Уточним коэффициент теплопередачи:

Уточним требуемую площадь поверхности теплообмена:

Определим длину труб:

Определяем расход пара:

Определим диаметры патрубков для входа и выхода греющего и нагреваемого теплоносителей:

Рисунок 2 – Схема теплообменного аппарата

. Вычислим критерий Нуссельта:
,
где Prст – критерий Прандтля для воды при температуре стенки
Определим коэффициент теплоотдачи:

Определим коэффициент теплопередачи по формуле для плоской стенки:
,
где - толщина стенки теплообменных трубок, - коэффициент теплопроводности латуни.
Определяем средний температурный напор:


Определим тепловой поток, передающуюся от пара к воде:

Определяем требуемую площадь поверхности теплообмена:

Определяем плотность теплового потока:

Уточняем температуру стенки.
Температура стенки со стороны пара:
Температура стенки со стороны воды:
Уточним критерий Нуссельта:
Уточним коэффициент теплоотдачи:

Уточним средний коэффициент теплообмена со стороны пара:
Уточним коэффициент теплопередачи:

Уточним требуемую площадь поверхности теплообмена:

Определим длину труб:

Определяем расход пара:

Определим диаметры патрубков для входа и выхода греющего и нагреваемого теплоносителей:

Рисунок 2 – Схема теплообменного аппарата