Задачей теплового расчета является определение необходимой площади поверхности нагрева водоподогревателя при заданной тепловой производительности, конструкции и известных температурах греющей и нагреваемой сред на входе в водоподогреватель и на выходе иэг него.

В процессе эксплуатации подогревателя происходит отложение накипи на трубках. Особенно интенсивно откладывается накипь на внутренней поверхности трубок подогревателей, нагревающих воду для системы горячего водоснабжения. Водопроводная вода, проходящая по трубкам, не подвергается, как правило, химической очистке от солей жесткости. В процессе нагрева водопроводной воды соли жесткости выпадают в осадок, образуя слой накипи. При этом значение коэффициента теплопередачи снижается по сравнению с расчетным.

По данным ОРГРЭС, значение коэффициента ji, учитывающего термическое сопротивление слоя накипи, следует принимать равным 0,85.

На теплоотдачу от греющей воды к стенке трубки и от стенки трубки к нагреваемой воде в скоростных подогревателях оказывает влияние ряд факторов: режим движения жидкости и основной параметр, определяющий режим, — скорость; физические характеристики воды (теплоемкость, теплопроводность, вязкость, плотность), зависящие от ее температуры.

При турбулентном движении воды, обычно наблюдающемся в скоростных паро- и водоводяных подогревателях, происходит перемешивание слоев воды и одновременно интенсивный перенос тепла, так как горячие слои воды перемешиваются с более холодными (идет процесс вынужденной конвекции). Однако из-за шероховатости стенок трубок скорость движения воды вблизи них мала и здесь образуется так называемый пограничный слой воды, где движение происходит ламинарно. Пограничный ламинарный слой представляет собой значительное термическое сопротивление на пути теплового потока. Чем больше скорость движения воды, тем меньше толщина пограничного слоя, следовательно, тем эффективнее теплоотдача. Таким образом, коэффициент теплоотдачи а зависит от числа Рейнольдса Re, характеризующего режим движения воды.

Толщина пограничного ламинарного слоя зависит также от физических свойств жидкости, характеризуемых критерием Прандтля Рг. Значение критерия Прандтля Рг для воды зависит от ее температуры. Коэффициент теплоотдачи а при вынужденной конвекции определяют по зависимости

Значения физических параметров воды, входящих в выражения критериев Nu^adfdX; Re — wd/v; Pv = v/a, принимают при средней температуре воды в пределах подогревателя.

Наличие в щелевидных каналах пластинчатых подогревателей, образованных пластинами с гофрами, большого числа близко расположенных поворотов приводит к эффективной искусственной турбулизации потоков воды. На значение критического числа Рейнольдса влияют форма поверхности теплообмена, форма канала, а также источники искусственной турбулизации потоков.

При движении воды в круглой трубе в условиях стабилизированного потока область переходного режима лежит в пределах 2300 <;
Учитывая исключительную сложность гидромеханических и тепловых явлений в непрерывно меняющем направление турбулентном потоке воды в каналах пластинчатых подогревателей, задачу о теплоотдаче решают не аналитически, а экспериментально в форме связи между критериями подобия.

Для потока воды, движущегося по трубкам секционного водово-дяного подогревателя, значения коэффициентов местных сопротивлений составляют: а) вход в трубки ?=0,36; б) выход из трубок ?=0,54; в) поворот потока на 180° при переходе из одной секции в другую ?=1,1.

При прохождении по межтрубному пространству секционного водоводяного подогревателя поток воды встречает на своем пуги три вида местных сопротивлений: 1) внезапное расширение потока при входе воды из патрубка в межтрубное пространство под углом 90° к трубкам; 2) огибание поперечных сегментных или продольных
перегородок, являющихся промежуточными опорами для трубок; 3) внезапное сужение потока при выходе воды из межтрубного пространства в патрубок.

Суммарный коэффициент местных сопротивлений межтрубного пространства можно определить по выражению

Сумма коэффициентов местных сопротивлений пароводяных скоростных подогревателей определяется исходя из следующих значений этих коэффициентов: а) вход в камеры и выход из камер под углом 90° к трубкам ?=1,5; б) вход в трубки из камер и выход из трубок в камеры в многоходовых подогревателях ?=1; в) поворот на 180° в камерах ?=2,5.

При гидравлическом расчете пластинчатых водоподогревателей местные сопротивления, равномерно распределенные по длине канала (гофры), учитываются вместе с сопротивлением трения единым эквивалентным коэффициентом сопротивления единицы относительной длины канала.