3.5.7. Determinarea suprafetei de transfer termic

Din ecuatia de transfer termic a caldurii de condensare de la agentul frigorific la pelicula de apa, se determina suprafata de transfer, care va rezulta ca o functie de temperatura medie a apei de racire:

     (3.208)

unde:

     (3.209)

reprezinta coeficientul global de transfer termic intre agentul frigorific si pelicula de apa;

Depunerile de ulei se iau in considerare numai pentru amoniac, iar cele de piatra numai daca este cazul.

De la pelicula de apa, fluxul termic de condensare trece prin schimb de caldura si masa la aer, conform ecuatiei:

     (3.210)

in care:

     (3.211)

- coeficient de schimb de masa;

- caldura specifica masica a aerului la temperatura medie;

- coeficient de majorare a suprafetei peliculei de apa in comparatie cu suprafata metalica (S₂);

     (3.212)

- variatia medie logaritmica de entalpie specifica intre cele doua medii de transfer termic, apa – aer;

Din ecuatia (3.210) se determina suprafata de transfer termic (S₂) si tinand cont de faptul ca entalpia specifica a apei este o functie de temperatura medie a acesteia, adica i_w=f(t_wm), rezulta ca , deci implicit S₂=f(t_wm):

     (3.213)

Se aplica metoda grafoanalitica pentru determinarea suprafetei optime de transfer termic, careia ii corespunde o anumita valoare a temperaturii t_wm, de aceea se intocmeste tabelul 3.14.

Tab. 3.14. Aplicarea metodei grafo-analitice

Se reprezinta grafic variatia marimilor S₁, respectiv S₂ in functie de temperatura medie a apei, iar punctul de intersectie al celor doua curbe, de coordonate (S,t_w) va fi caracterizat de suprafata reala de transfer termic, carreia ii corespunde temperatura reala a apei din aparat (t_w).

Din punct de vedere constructiv, se poate scrie desfasurat expresia suprafetei de transfer termic, din care rezulta numarul de tevi orizontale dintr-o sectie (m – numar intreg):

     (3.214)

In acest moment se pot corela dimensiunile m, z, L₁, astfel incat cotele de gabarit ale aparatului sa fie rezonabile (se prefera un aparat mai inalt, datorita amplasarii acestuia in spatii deschise).

Dupa ce se stabilesc valorile definitive pentru marimile L₁ si z, din ecuatia densitatii de stropire (3.198) rezulta debitul masic real de apa necesar aparatului, a carui valoare trebuie sa satisfaca urmatoarea conditie:

     (3.215)

unde:

     (3.216)

- debitul de apa pierduta prin evaporare;

- umiditatea absoluta a aerului in starile 1 si 2;

- debitul de apa pierduta prin stropi.

Se impune conditia geometrica de sectiune transversala a condensatorului cu evaporare fortata, astfel incat pasul transversal dintre sectii sa asigure curgerea aerului prin aceasta sectiune data de ecuatia:

     (3.217)

In acest mod se verifica daca pasul transversal ales initial in paragraful 3.5.5 indeplineste conditia de mai sus.

In continuare, se efectueaza calculul de rezistenta pentru tevile din fascicul, rezistenta fluido-dinamica atat pentru agentul frigorific condensat, cat si pentru aer, se calculeaza cotele de gabarit si masa aparatului, conform modelelor prezentate anterior.