Р е ц е н з е н т : д-р техн наук проф. В. И. Киседьникоз

К
«
^
а возд*
i
4 .4 7 . По змеевику проходит 1,5 т/ч толуола, охлаждающ егося 
от 90 до 30 °С. Охлаж дение (противотоком) проводится водой, 
нагреваю щ ейся от 15 до 40 °С. Труба змеевика стальная диа­
метром 5 7 x 3 ,5 мм; а воды = 5 8 0 Вт/(м2*К). Диаметр витка змее­
ви ка 0,4 м. Определить необходимую длину змеевика и расход 
воды. Термическое сопротивление стенки и ее загрязнений при­
н ять равным 0,0007 (ма*К)/Вт, а отношение Р г/Р гст для толуола 
равны м 0,75.
4 .4 8 . В теплообменнике типа «труба в трубе», состоящем из 
д ву х концентрических труб: внутренней диаметром 4 4 ,5 x 3 ,5 мм 
и н аруж ной диаметром 8 9 x 5 мм, охлаж дается от 70 до 30 
9С
тол уол в количестве 1900 кг/ч. Толуол проходит по кольцевому 
п ространству между наруж ной и внутренней трубой; по внутрен­
ней протекает охлаж даю щ ая вода, нагреваю щ аяся от 14 до 21 РС. 
С редняя тем пература поверхности загрязн ен и я со стороны толуола 
26 °С, со -стороны воды 20 °С. Определить коэффициент тепло­
передачи. Учесть термические сопротивления загрязнений стенки 
со стороны толуола и со стороны воды (среднего качества).
Расчет сделать: а) без учета влияния Р г/Р гот; б) с учетом 
влияни я Р г/Р гот.
4 .4 9 . В ерти кальн ая стенка выпарного аппарата покрыта слоем 
изоляции [Я = 0 , 1 2 Вт/(м*К) I толщиной 45 мм. Температура ки­
пящ его раствора 120 °С, тем пература-воздуха в помещении 20 ®С. 
Определить потерю теплоты излучением и конвекцией с 1 м^ 
в 1 ч, принимая температуру поверхности стенки, соприкаса­
ющейся с кипящ им раствором, равной температуре последнего.
4 .5 0 . По горизонтальному паропроводу диаметром 51 Х 2,5 мм, 
длиной 50 "м проходит насыщенный пар под давлением 
р аб0
=
к г е / е м ^ ^ О ^ МПа). Определить количество конденсата, 
образую щ егося в течение суток в неизолированном трубопроводе. 
Тем пература воздуха в цехе 15 °С.
4 .5 1 . В о сколько р аз уменьшится потеря теплоты, если паро­
провод, рассматриваемый в предыдущей задаче, покрыт тепло­
изоляционным слоем толщиной 40 мм с коэффициентом тепло­
проводности 0,093 Вт/(м*К).
4 .5 2 . А ппарат изолирован слоем шамотного кирпича толщиной 
125 мм 
IX
= 0,68 Вт/(м*К) j и слоем изоляционной массы 
[К
=
= 0,12 В т/(м *К )]. Температура наруж ной поверхности металли-

---

ческой 
стенки аппарата 500 °С. Найти достаточную толщ ину 
изоляционного слоя, 
чтобы температура егс? н аруж ной 
по» 
верхности не превыш ала 50 °С при температуре воздуха в цехе 
25 °С,
4.53. В суш илке, вдоль ее плоской стенки длиной б м, прохо­
дит со скоростью 2,5 м/с горячий воздух атмосферного д авлен ия, 
имеющий среднюю температуру 85 °С. С тальная стенка суш илки 
толщиной 5 мм изолирована снаружи слоем теплоизоляции то л ­
щиной 30 мм. Температура воздуха в помещении 18 °С. Опреде­
лить количество теплоты, теряемой в 1 ч с 1 м2 стенки суш илки 
путем конвекции и излучением. Учесть тепловую проводимость 
загрязнени я внутренней стенки сушилки.
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ТЕПЛООБМЕННИКОВ
Аппараты теплообменные кожухотрубчатые с неподвижными трубными 
решетками и кожухотрубчатые с температурным компенсатором на кож ухе 
применяются в тех случаях, когда нет необходимости в механической очистке 
межтрубного пространства (очистка от осадка возможна только д л я трубного 
пространства). Поэтому в трубное пространство подают ту жидкость (воду 
или водные растворы), которая при нагревании или выпаривании может выде­
лять нерастворимый осадок на стенках труб, а в межтрубное пространство 
подают чистую жидкость или конденсирующийся пар.
Конечную температуру охлаждающей воды не следует принимать выше 
45—50 °С во избежание значительного образования накипи.
Кожухотрубчатыё теплообменные аппараты с неподвижными трубными 
решетками и с поперечными перегородками в межтрубном пространстве, при- 
меняемые в химической, нефтяной и других отраслях промышленности, обозна­
чаются индексами и классифицируются:
— по назначению (первая буква индекса): Т — теплообменники; X — хо­
лодильники; К — конденсаторы; И — испарители;
— по конструкции (вторая буква индекса): Н — с неподвижными трубными 
решетками; К — с температурным (линзовым) компенсатором на кожухе;
— по расположению (третья буква индекса): Г — горизонтальные; В — 
вертикальные.
Основные сведения о кожухотрубчатых теплообменных аппаратах с не* , 
подвижными трубными решетками по ГОСТам 15119—79, 15120—79, 15121—79 
и 15122—79 для труб 25X 2 мм из стали марок 10 и 20 приведены в табл. 4.11» 
4.12, а такж е в Приложении (табл. X X X IV и X X X V ).
Размещение отверстий под трубы в трубных решетках и основные размеры— 
см. ГОСТ 15118—79. Примеры размещения отверстий в трубных реш еткз'хчфи- 
ведены на рис. I I и 111 (см. Приложение). 
« 
^
Кожухотрубчатые тешгаобменные аппараты с неподвижными трубными 
решетками типа Т Н , Х Н , К Н , И Н можно применять толкко в тех случаях# 
когда разность температур кож уха (/к) и труб (/т) будет меньше максимальной, 
приведенной в табл. X X X V . 
■
Если разность /к и 
(т
окажется больше максимально допустимой, то ис­
пользуют кожухотрубчатый теплообменный аппарат с линзовый, компенсатором 
типа Т К . К К , Х К , И К или с плавающей головкой (ГОСТ 14246—79).
Кожухотрубчатые теплообменвые аппараты с неподвижными трубными ре­
шетками, предназначенные для аммиачных и углеводородных холодильных уста­
новок (ГОСТ 22485—77 и 22486—77), в этом пособии не приводятся.
Пример 4,1. Рассчитать теплообменный аппарат д л я охлаждения 1,1 кг/с 
диэтилового эфира от + 2 5 д о — Ю °С рассолом — раствором хлористого каль­
ция [23,8 
%
(м асс.)], поступающим из холодильной машины. Рассол нагревается 
от — 15 до — 12°С. Д авление в линиях эфира и рассола менее 0,3 М Па. Со-

---

Т а б л и ц а 4.11
Применение кожухотрубчатых теплообменных аппаратов со стальными 
трубами
Рраб “ предельные рабочие давления, ааоисящне от характеристики п температуры 
среды: 1 кгс/см* » 0*1 МПа
Применение и нормы
T an аппарата
в кожухе
в трубах
Теплообменники 
ТН и ТК 
(ГОСТ 15122—79)
Конденсаторы КН 
в К К
(ГОСТ 15121—7!
Холодильники 
ХН и Х К /
(ГОСТ 1512b—79)
Испарители 
ИН 
и ИК
(ГОСТ 15119—79)
Нагревание и охлаждение жидких и газообразных сред
Температура теплообданивагощихся сред от —70 до4-350 °С
Русл Для ТН от 6 до 25 кгс/см? 
р уСл от 6 до 16 кгс/смЗ
для ТК от 6 до 16 кгс/см?
Конденсируемая среда
Температура от 0 до + 3 5 0 °С 
Русп
Для 
КН от 6 до 25 кгс/см?
для 
К К от 6 до 16 кгс/см?
Охлаждаемая среда
Температура от —20 до + 3 0 0 *С 
Русл Для 
ХН от 6 до 40 кгс/см2
для 
Х К от 6 до 16 кгс/см2
Греющая среда
Охлаждающая среда
Вода или другая не­
токсичная и невзрыво- 
з непожароопасвая 
среда
Температура от —20
до + 6 0 еС
Русл До 6 кгс/см?
Испаряемая среда
Температура греющей и испаряемой среды от —30 до 
+ 3 5 0 С
руСД для ИН от 6 до 40 кгс/см2 
р усл от 6 до 10 кгс/смЗ
для ИК от 6 до 16 кгс/см2
поставить несколько вариантов аппаратов, отличающихся гидродинамическим 
режимом течения теплоносителей.
Р е ш е н и е .
Общая часть.
1. Определи^рассод теплоты и расход рассола. 
Примем индекс «I» для горячего теплоноситйц! (диэтилового эфира), индекй 
«2» — для холодного теплоносителя (рассола).
Предварительно найдем среднюю температуру\расеола:
^
г2= 0 , 5 [ - 1 5 + ( - 1 2 ) 1 = — 1 ^ СС;
средию.о температуру диэтилового эфира:
=
t2
+ AfCp = —13,5 + 1 6 = + 2 \5 °С;
где Д/Ср — средняя разность температур, равная при противотоке теплоносителей 
16 К.
+ 2 5 —* —10
рассол
— 12 *-------- 15
A t
g е= 3 7
Ate
— А/м
д /и = 5;
37 — 5
ср 
to (Д^б/Д/м) 
1п (37/5)

---