Определяем режим течения в трубах по значению числа Re

Re_в = W_в d _вн /ν _в

d _вн – внутренний диаметр труб, м;

ν _в – кинематический коэффициент вязкости нагреваемой среды, м²/с

ν _в=μ _в/ ρ _в

μ _в – динамический коэффициент вязкости нагреваемой среды /7/, Па∙ с.

Re_в < 2300 - ламинарный режим

здесь:

· - теплопроводность воды /7/, Вт/(м∙ К);

· индекс «f» - означает, что физиче­ские свойства определяются по средней температуре жидкости t_f = 0, 5 (t_в.вых + t _в.вх );

· индексы «w» и «г» означают, что физиче­ские свойства жидкости выбираются, соответственно, при температуре стенки t_w и температуре граничного слоя t_Г = 0, 5 (t_f + t_w),

· температуру стенки определяем как среднюю между температурами нагреваемой и греющей среды: t_w = 0, 5 (t_f + t_нас).

Re_в > 10000 - турбулентный режим

ε _l =1 при l/d > 50.

α _вн = /d_вн.∙

3.4. Расчёт коэффициента теплоотдачи снаружи трубки при конденсации пара

Пар полностью конденсируется в аппарате (сквозной проток пара отсутствует), поэтому для расчёта используем формулы для неподвижного пара при конденсации на вертикальной поверхности.

Во-первых необходимо определить режим течения плёнки конденсата по значению числа Re

Re = D_п / (П∙ μ _пл)

индекс «_пл» - означает, что физиче­ские свойства определяются по средней плёнки конденсата [ t _пл =0.5(t_w + t_нас)].

Re = D_п / (П μ _пл); при Re < 400 - ламинарный режим

где П- суммарный периметр труб

П = π d_нар n_тр.

Для ламинарного режима течения плёнки конденсата применяем уравнение Нуссельта:

h = высота трубного пучка, м;

Δ t = t_нас- t_w.

В уравнении Нуссельта коэффициент С=0, 943

Для Re > 10 рекомендуется коэффициент увеличить до С = 1, 13 для учёта волнового движения плёнки.

Для турбулентного режима течения плёнки конденсата (Re > 400):

Здесь:

Если число Re несущественно больше 400 допустимо вести расчёт по формулам для ламинарного режима. Анализ экспериментальных данных показывает, что при Re < 1000 погрешность не будет превышать 20%. Результат расчёта в приближении ламинарного режима будет консервативный, что приемлемо для эскизного проекта. На дальнейших этапах проектирования расчёт нужно повторить итеративно до получения необходимой точности.

3.5. Расчёт термического сопротивления теплообменника и поверхности теплообмена

Δ t_б = t_нас - t _в.вх

Δ t_м = t_нас - t _{в. вых.}

здесь: λ ст – теплопроводность стенки (см. приложение)