(19),

где wлинср - средняя линейная скорость, м/с;

wмср - средняя массовая скорость, кг/(м2*с);

Q - объемный расход, м3/с;

G - массовый расход, кг/с;

S - площадь сечения потока, м2.

· Зависимость между массовой и линейной скоростью:

(20),

где r - плотность среды.

· Рекомендуемые скорости:

- для жидкостей в трубах диаметром 25-57мм от (1,5-2) м/c до (0,06-0,3) м/с.

- Средняя рекомендуемая скорость для маловязких жидкостей составляет 0,2-0,3 м/с.

- Для газов при атмосферном давлении допускаются массовые скорости от 15-20 до 2-2,5 кг/(м2*с), а линейные скорости до 25м/с;

- для насыщенных паров при конденсации рекомендуются до 10 м/с.

Тепловая нагрузка аппарата.

· Тепло, отдаваемое более нагретым теплоносителем Q1, затрачивается на нагрев более холодного теплоносителя Q2 и на потери в окружающую среду Qпот.:

Q1= Q2+ Qпот. (1)

· Так как Qпот= 2-3%, то им можно пренебречь и считать:

Q1 = Q2 = Q (2),

где Q – тепловая нагрузка аппарата.

· Уравнение теплового баланса аппарата.

Q = G1*(I1Н-I1К) = G2*(I2К-I2Н) (3),

где G1 и G2 - массовые расходы теплоносителей, кг/с;

I1Н и I2Н - начальные энтальпии теплоносителей, дж/кг;

I1К и I2К и - конечные энтальпии теплоносителей, дж/кг.

· Энтальпии теплоносителей:

Ii=ci*qi (4).

· Тепловой баланс аппарата при использовании теплоносителей, не изменяющих агрегатного состояния:

Q = G1*с1*(q1Н-q1К) = G2*с2*(q2К-q2Н) (6),

где с1 и с2 - средние удельные теплоемкости.

Тепловые балансы теплоносителя

при изменении его агрегатного состояния.

· Теплоноситель – насыщенный пар, который конденсируется и конденсат не охлаждается: qт = qнп =qкт .

Gт (iт – iкт ) = Gт * срт *qт - Gт * сркт *qкт = Gт *rт.

· Теплоноситель – пересыщенный пар, который конденсируется и конденсат не охлаждается: qт > qнп =qкт

Q=Qт –Qкт =Gт *(iт – iкт )= Gт * срт *(qт- qнп)+Gт *rт =

= Gт * срт *qнп - Gт * срт *qнп + Gт * срт *qнп - Gт * сркт*qкт=

= Gт * срт *qт - Gт * сркт*qкт .

· Теплоноситель – пересыщенный пар, который конденсируется и конденсат охлаждается: qт > qнп > qкт :

Q=Qт –Qкт =Gт *(iт – iкт )=

Gт * срт *(qт- qнп)+Gт *rт + Gт * сркт *(qнп- qкт) =

= Gт * срт *qт - Gт * срт *qнп + Gт * срт *qнп -

- Gт * сркт*qнп + Gт * сркт*qнп - Gт * сркт*qкт=

= Gт * срт *qт - Gт * сркт*qкт .

Основное уравнение теплопередачи.

Q = K*F*Dtср*t(1),

где

F - поверхность теплообмена;

Dtср - средний температурный напор;

t - время теплообмена;

К - коэффициент теплопередачи:

(2).

Выражения для определения коэффициента К

в зависимости от способа передачи тепла.

· При передаче тепла теплопроводностью К - это коэффициент теплопроводности l, определяемый на основе закона Фурье:

(3)

· При конвективном теплообмене К - это коэффициент теплоотдачи a, определяемый на основе закона Ньютона:

(4),

· При передаче тепла путем излучения К - коэффициент взаимного излучения с1-2 излучающих тел:

K=с1-2 = eпр*K0*108 = (5),

где

К0 - константа лучеиспускания;

eпр = e1 *e2 - приведенная степень черноты;