Задача.
Вариант контрольной работы 22.
Рассчитать кожухотрубчатый теплообменник для нагревания m=27000 кг/ч жидкости от температуры 
=28 
до температуры 
=98 . Греющий теплоноситель – водяной пар. Давление пара 
=2,4 ат. Расположение теплоносителя – горизонтальное. Нагревая жидкость – раствор NaCl.
В результате расчёта определить:
1. Коэффициенты теплопередачи и коэффициент теплопередачи.
2. Поверхность теплообмена.
3. Основные размеры теплообменника.
4. Толщину изоляции и тепловые потери в окружающую среду.
5. Расход греющего пара.
Методика расчёта
Выбор конструктивных элементов и скорости жидкости.
Учитывая условия теплообмена и удобство эксплуатации, жидкость необходимо направить по трубам, а пар - в межтрубное пространство. Скорость движения жидкости в трубах должна обеспечить достаточно интенсивный теплообмен и не вызвать сильного возрастания гидравлических соединений.
На основании практических данных принимаем:
1) скорость жидкости 
= 0,6 м/с;
2) внутренний диаметр трубы 
= 27мм;
3) толщина стенки трубы 
= 2,5мм.
4) наружный диаметр 
= 32 мм
Число труб в одном ходу:
где m – расход жидкости, кг/с;
dв – внутренний диаметр трубы, м;
– плотность жидкости, кг/ 
;
.
Плотность раствора NaCl:
Общее число труб в пучке
n = 
= 17 * 4 =68
где 
– количество ходов в теплообменнике.
Принимаем n=61:4=15,25=16 - число труб в одном ходу
Пересчитываем
Определение среднего температурного набора.
Средняя разность температур между паром и нагреваемой жидкостью (температурный напор) определяется как среднелогарифмическое из значений наибольшей и наименьшей разностей температур:
;
;
Определение коэффициента теплоотдачи от стенки к нагреваемой жидкости.
В целях определения режима движения жидкости в трубах, вычисляется критерий Рейнольдса:
где 
;
V – кинематическая вязкость, 
;
Коэффициент теплоотдачи определяется по критериальному уравнению:
Для турбулентного режима (Re 
)
где Pr – критерий Прандтля
где с - удельная теплоемкость, Дж/(кг* 
)
– динамическая вязкость, Па*с
λ – коэффициент теплопроводности, Вт/(м* 
Коэффициент теплопередачи:
3. Определение коэффициента теплоотдачи от пара к стенке 
В случае конденсации водяного пара на пучке n вертикальных труб. Среднее значение коэффициента теплоотдачи определяется по формуле:
– теплопроводность плёнки конденсата, Вт/(м 
К)
- плотность конденсата, кг/
r – удельная теплота конденсата, Дж/кг
– динамическая вязкость конденсата, Па*с
Н – рабочая высота вертикальной трубы, м
– разность температур стенки и пара, , 
Температуру стенки рассчитывают как среднеарифметическую величину:
Определение коэффициента теплопередачи
Коэффициент теплопередачи 
для труб (цилиндрических стенок), если 
можно определить по формуле для плоских стенок:
– термическое сопротивление загрязненной стенки, 
где 
– толщина металлической стенки труб и слоя загрязнения, м
– коэффициенты теплопроводности металлической стенки и слоя загрязнения, 
