6.2.5 Методика теплового расчета

Целью теплового расчета является определение поверхности теплообмена совместным решением уравнений теплопередачи и теплового баланса при заданных расходах теплоносителей и температурных условиях (при этом задаются значения конечных температур теплоносителей).

Площадь теплопередающей поверхности определяют методом последовательных приближений, при этом для выбранной конструкции аппарата величина теплопередающей поверхности находится из основного уравнения теплопередачи:

(6.1)

Тепловой поток (Q) определяют из уравнения теплового баланса.

Движущую силу рассчитывают исходя из теплового режима аппарата, например

(6.2)

Значения коэффициента теплопередачи в первом приближении принимают сугубо ориентировочно на основании опытных данных.

Находят ориентировочно площадь теплопередающей поверхности и вычерчивают эскиз аппарата.

На следующем этапе рассчитывают значения коэффициентов теплоотдачи, термического сопротивления стенки и коэффициента теплопередачи применительно к выбранным конструкции и размерам аппарата.

По вычисленному коэффициенту теплопередачи уточняют величину площади теплопередающей поверхности и эскиз аппарата.

Расчет ведется до совпадения принятых величин и величин, полученных в результате расчета (расхождение не должно превышать 3…5 %).

Этапы расчета:

а) проектировочный расчет:

– выбор конструкции аппарата, определяющих размеров (диаметры, длины, высоты по стандартам), скоростей и места расположения теплоносителей (трубное, межтрубное);

– определение тепловой нагрузки ;

– составление теплового баланса Q = Q₁= Q₂, из которого можно определить расход теплоносителя;

– определение параметров температурного режима процесса (Δt_cp);

– выбор физических параметров теплоносителей;

– приближенная оценка коэффициентов теплоотдачи, теплопередачи и поверхности теплообмена;

– выбор типа нормализованного варианта конструкции, площади теплопередающей поверхности (F_норм), диаметра внутренних труб, высоты труб и других параметров;