Коэффициент теплопередачи рассчитываем, исходя из того, что при установившемся процессе передачи тепла справедливо равенство:

                    (1.12)

Коэффициент теплопередачи К в [Вт/(м² К)] можно рассчитать по уравнению:

,                                          (1.13)

где q – удельная тепловая нагрузка, Вт/м²; q = Q/F;

 и – коэффициенты теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке и от стенки к кипящему раствору соответственно, Вт/(м²∙К);

– сумма термических сопротивлений стенки загрязнений и накипи, (м²∙К/Вт);

– разность температур между греющим паром и стенкой со стороны пара в первом корпусе, ºС;

 – перепад температур на стенке, ºС;

– разность между температурой стенки со стороны раствора и температурой кипения раствора, °С.

Коэффициент теплоотдачи  рассчитываем по уравнению:

,                                       (1.14)

где – теплота конденсации греющего пара, Дж/кг;

– разность температур конденсата пара и стенки, ºС;

– соответственно плотность, кг/м³, теплопроводность Вт/(м∙К) и вязкость конденсата, Па∙с, при средней температуре плёнки:

Первоначально принимаем ∆t₁=1,0 °С.

°С

Значения физических величин конденсата берём при t_пл = 150,6 ºС.

кг/м³

Вт/(м·К)

Па·с

 Вт/(м²·К)

°С

°С

Коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящему раствору  в условиях его естественной циркуляции для пузырькового режима в вертикальных трубах равен:

,                       (1.15)

где – плотность греющего пара в первом корпусе, – плотность пара при атмосферном давлении; – соответственно, теплопроводность, поверхностное натяжение, теплоемкость и вязкость раствора в первом корпусе.

Вт/(м²·К)

Значения величин, характеризующих свойства растворов CaCl₂, представлены в таблице 1.5.

Параметр	Корпус
	1	2	3
Плотность раствора, , кг/м3	1158	1207	1304
Вязкость раствора,	1,025	1,035	1,050
Теплопроводность раствора,	0,5782	0,5717	0,5578
Поверхностное натяжение,	73,70	–	–
Теплоёмкость раствора,	3247	2996	2577

Проверим правильность первого приближения по равенству удельных тепловых нагрузок:

Вт/м²

Вт/м²

Как видим

Для второго приближения примем ∆t₁=0,5 °С

 Вт/(м²·К)

°С

°С

 Вт/м²

Вт/м²

Вт/м²

Очевидно, что

Для определения  строим графическую зависимость тепловой нагрузки q от разности температур между паром и стенкой (см. рис. 1.1) и определяем = 0,47 ºС.

Рисунок 1.1 – Зависимость тепловой нагрузки от разности температур Δt₁, для 1 корпуса

Проверка:

∆t₁=0,47 °С

 Вт/(м²·К)

°С

°С

 Вт/м²

Вт/м²

Вт/м²

Как видим

Рассчитываем коэффициент теплопередачи К₁ в первом корпусе:

 Вт/(м²·К)

Коэффициент теплопередачи для второго корпуса К₂ и третьего К₃ можно рассчитывать так же, как и коэффициент К₁ или с достаточной точностью воспользоваться соотношением коэффициентов, полученных из практики ведения процессов выпаривания. Эти соотношения варьируются в широких пределах:

К₁ : К₂ : К₃ = 1 : (0,85  0,5) (0,7  0,3)

Принимаем значения коэффициентов по верхним пределам.

К₁ : К₂ : К₃ = 1 ÷ 0,5 ÷ 0,3

 Вт/(м²·К)

 Вт/(м²·К)