Предварительный расчет поверхности теплообмена

Тепловая нагрузка аппарата из теплового баланса: Q = Q_d, кВт.

Тепло конденсации отводили водой с начальной температурой t_2н =8°С. Определяли ее расход G₂, кг/с, согласно [6, с.45]

(4.1)

где Q – тепловая нагрузка, Вт;

с₂ – удельная теплоемкость воды, Дж/(кг× К);

t_2к – конечная температура охлаждающей воды, °С;

t_2н – начальная температура охлаждающей воды, °С.

Принимали температуру воды на выходе из конденсатора t_2к = 20°С. Тогда средняя температура воды

при t₂ принимаем значение с₂, Дж/(кг× К).

Определяли среднюю разность температур Dt_ср, °С,

(4.2)

где t₁ – температура конденсации дистиллята, °С;

t_2к – конечная температура охлаждающей воды, °С;

t_2н – начальная температура охлаждающей воды, °С.

Определяли ориентировочное значение требуемой поверхности теплопередачи F_ор, м²,

(4.3)

где Q – тепловая нагрузка, Вт;

К_ор – ориентировочное значение коэффициента теплопередачи, Вт/(м²× К);

Dt_ср, - средняя разность температур, °С.

Согласно табл. 2.1 [6, с.47], принимали К_ор = 600 Вт/(м²× К).

Согласно [6, с.75], задавались значением критерия Рейнольдса Re = 15000 и определяли соотношение n/z (числа труб к числу ходов) для конденсатора из труб диаметром d_н = 20х2 мм

(4.4)

где G₂ – расход воды, кг/с;

n – общее число труб;

z – число ходов по трубному пространству;

d – внутренний диаметр труб, м;

m₂ – вязкость воды, Па× с;

Re₂ – критерий Рейнольдса для воды.

Согласно [8, с.537], принимали m₂ = 0, 00082 Па× с. Тогда