Коэффициент теплоотдачи а2 со стороны конденсирующегося водяного пара
Для случая конденсации водяного пара внутри горизонтальных труб коэффициент теплоотдачи определяется по уравнению 
:
где A = f(tср) – коэффициент, зависящий от средней температуры конденсата и определяемый по графику (рис. 1.3);
q – удельная тепловая нагрузка испарителя, Вт/м2;
L – длина трубы, м;
dп – внутренний диаметр трубы, м.
Испарители с паровым пространством изготовляются только из труб длиной 6,0 м и диаметром 25x2 мм. Тогда L = 6,0 м и dп = 0,021 м. Средняя температура конденсата равна:
Tср = 0,5×(t3 + tст),
где t3 = 158,1 °С – температура насыщенного водяного пара при давлении 6 кгс/см2;
tcт – температура стенки со стороны конденсирующегося пара, °С.
Рис. 2.3 График зависимости величины А от tcp.
Температура стенки tст как правило, мало отличается от температуры конденсации насыщенного водяного пара, поэтому без большой погрешности можно принимать tср » t3 » tст.
По графику (рис. 1.3) при tcp=158 °C А=6,5. Тогда коэффициент теплоотдачи со стороны конденсирующего пара будет равен:
Таким образом, коэффициент теплоотдачи со стороны конденсирующегося водяного пара, как функция удельной тепловой нагрузки испарителя, определяется по формуле
Коэффициент теплопередачи
С учетом тепловых сопротивлений стенки и загрязнений ее обеих поверхностей коэффициент теплопередачи определим из уравнения
где sст = 0,002 м – толщина стенки трубы; Вт
lст = 46,5 
– коэффициент теплопроводности материала стенки трубы (углеродистая сталь);
– тепловое сопротивление загрязнения наружной поверхности труб [2, с. 531];
– тепловое сопротивление загрязнения внутренней поверхности труб [2, с. 531];
Тогда
Так как коэффициенты теплоотдачи a1 и a2 являются функциями удельной тепловой нагрузки испарителя q, величина которой неизвестна, то вычисление коэффициента теплопередачи К ведется методом последовательного приближения. Задаются различными числовыми значениями удельной тепловой нагрузки q и для каждого из них определяются коэффициенты теплоотдачи a1 и a2 и температурный напор Dt, зная, что в рассчитываемом испарителе температурный напор Dt = 48,1°C,
Результаты расчетов приведены в таблице 1.1.
Из расчётов находим соответствующую удельную тепловую нагрузку испарителя q = 76570 Вт/м .
Таблица 1.1
Расчеты коэффициентов теплоотдачи, теплопередачи и температурного напора
| Величины | Результаты расчетов |
| q, Вт/м2 (принимается) | |
| 6365,22 |
| 12028,7 |
| 1591,75 |
| 48,10 |
Коэффициент теплопередачи в испарителе будет равен:
Расчетная поверхность теплообмена равна:
В результате расчета поверхности теплообмена по ГОСТ 14248–79 [3, с. 27] принимаем кожухотрубчатый испаритель с паровым пространством, имеющий следующую техническую характеристику:
Диаметр кожуха 1000 мм
Число трубок в трубном пучке 132 шт.
Длина трубок 6 000 мм
Диаметр трубок 25x2 мм
Число ходов по трубам 2
Поверхность теплообмена 62 м2
В выбранном испарителе запас поверхности
2.2 Гидравлический расчёт испарителя.