Расчет коэффициента теплопередачи через тонкостенные трубы

Для данного расчета можно пользоваться формулой для плоской стенки:

(8)

где d_ст- толщина стенки трубы, м., (d=(0, 5(d_н-d_в));

l_ст- теплопроводность материала стенки трубы (для стали l_ст=50 Вт/(м*К), для латуни – 100 Вт/(м*К)).

Определение площади поверхности нагрева

Площадь поверхности нагрева теплообменного аппарата определяется из уравнения теплопередачи:

(9)

где Δ t_ср – средний температурный напор, К.

Расчет площади поверхности нагрева проводим как при прямотоке, так и при противотоке.

При прямотоке:

А=921, 8/1, 32*312, 25=2, 24 м²

При противотоке:

А=921, 8/1, 32*327, 55=2, 13 м²

Расчет количества труб

Для определения количества трубы необходимо площадь А разделить на площадь поверхности нагрева одной трубки

(10)

где ℓ - длинна трубы, м.

При прямотоке:

n_тр=2, 24/3, 14*0, 014*4=13 шт

При противотоке:

n_тр=2, 13/3, 14*0, 014*4=12 шт

Выводы

В результате расчета определили, что площадь поверхности нагрева при противоточном направлении движения теплоносителей (А=2, 13 м²) меньше, чем при прямоточном (А=2, 24 м²). Также количество труб, необходимое для обеспечения требуемых условий работы теплообменника, меньше при противотоке (12 штук), чем при прямотоке (13 штук).

Отсюда делаем вывод, что более эффективной схемой движения теплоносителей будет противоточная.