Алгоритм расчёта конденсатора

1. Находим температуру конденсации пара органического вещества при атмосферном давлении. Эта температура равна температуре кипения и приведена в таблице 1.

2. Формируем банк теплофизических свойств, используемых в процессе веществ. Эти свойства берём для жидкого органического вещества (конденсата) при температуре процесса конденсации, округлив её до ближайшего, кратного 10 значения. Для воды берём свойства при её средней температуре 30ºС. Все необходимые данные приведены в таблицах, ссылки на которые будут даны ниже.

3. Вычисляем тепловую нагрузку аппарата Q (Вт или кВт).

4. Определяем требуемый расход воды, массовый G₂ (кг/с) и объёмный V₂ (м³/с и м³/час).

5. Определяем средний температурный напор (среднюю разность температур) Δt_ср.

6. Задаёмся ориентировочным значением коэффициента теплопередачи К_ор и вычисляем ориентировочное значение требуемой площади поверхности теплопередачи F_ор.

7. По ГОСТу выбираем стандартный аппарат с площадью поверхности теплопередачи немного больше полученного ориентировочного значения. Все параметры выбранного аппарата записываем в таблицу.

Итак, выбор сделан. Теперь необходимо убедиться, что он правильный. Хотя вполне может оказаться, что выбор неправильный. Для этого выполняется поверочный расчёт конденсатора. Его можно сравнить с примеркой в магазине, например, куртки. Вам приглянулась куртка. Вы намерены её купить. Но перед этим хотите куртку примерить – вполне нормальное желание. И тут-то, в примерочной, оказывается, что выбранная куртка вам мала. Или велика – это уже не важно. Важно, что куртка вам не подходит. Увы. Но примерь куртку совсем нетрудно. А вот «примерить» конденсатор трудно. И долго. И если окажется, выбор сделан неправильно, то будет обидно. Придётся «примерять» другой аппарат.

Поверочный расчёт конденсатора

8. Вычисляем коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к трубному пучку для горизонтального α_1,гор и вертикального α_1,верт расположений аппарата (ведь мы должны сравнить варианты установки теплообменника и сделать выбор).

9. Находим скорость воды в трубах трубного пучка w₂ (м/с).

10. Рассчитываем критерий Рейнольдса для воды Re₂.

11. Определяем критерий Нуссельта для воды Nu₂ и сразу вычисляем коэффициент теплоотдачи от трубного пучка к воде α₂.

12. Определяем коэффициент теплопередачи К₀ для вертикального и горизонтального аппаратов без учёта загрязнений теплопередающей поверхности.

13. Находим расчётный коэффициента теплопередачи К_расч для вертикального и горизонтального аппаратов с учётом загрязнений теплопередающей поверхности.

14. Вычисляем требуемую поверхности теплопередачи F_р (расчётное значение) и определеляем запас площади поверхности теплопередачи Δ (%) для вертикального и горизонтального конденсаторов. Этот запас должен лежать в пределах 10 ÷ 30%. Меньший запас не гарантирует, что выбранный аппарат на протяжении всего срока эксплуатации справится с заданным процессом. А больший запас приводит к неоправданным материальным затратам.

15. Рассчитываем диаметров штуцеров входа пара, выхода конденсата, входа и выхода воды.

16. Графическая часть проекта.