Расчет коэффициента теплоотдачи для трубного пространства (ацетон) и межтрубного пространства (вода). ⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2
Для обеспечения турбулентного течения раствора в трубном пространстве (Re > 10000) необходима скорость:
Число труб, обеспечивающих расход раствора при Re = 15000:
По табл. XXXIV по Fор и n выбираем для расчета кожухотрубчатый теплообменник. Наиболее подходящим является двухходовой кожухотрубный теплообменник с 226/2=113 трубками, диаметры которого равны d = 0,021. Площадь варьируется от 30 до 123 м2 в соответствии с длиной труб от 1,5 до 6 метров. Итак, рассчитываем 226-трубный теплообменник с внутренним диаметром кожуха Dкож.вн. = 600 мм. Пересчитываем скорость и критерий Рейнольдса для трубного пространства:
Развитое турбулентное течение (Re>10000). Воспользуемся номограммой (рис. VII), полагая (Pr1 /Prст1)0,25 = 1, т.к. вода нагревается (см. «Теплоотдача» п.7). Значение критерий Pr для воды при 18,5 °С находим по табл. XXXIX: Pr = 7,395. По номограмме (рис. XII) находим Nu=120. Тогда: Nu1 l 1120 0,51 a‘воды= = = 2914 Вт/(м2 К). dвнутр 0,021 где l1= 0,51 Вт/(м K) – коэффициент теплопроводности воды при 18,5 °С. Рассчитаем коэффициент теплоотдачи для ацетона по уравнению : a‘ацетон = 3,78 l , где : lац = 0,14 ρ1= 770 кг/м3 μ1= 0,285 10 -3 G1 – расход ацетона. a = 3,78 0,141 = 259,9 Вт/(м2К)
Сумма термических сопротивлений:
S rcт = rст + rзагр1 + rзагр2 = dст/lст + rзагр1 + rзагр2= 0,002/46,5 + 1/5800 + + 1/2900 = 5,6 10 -4 м2 К /Вт, где rст= 46,5 Вт / (м2 К) (табл. XXVIII, [1]); rзагр1= 1/5800 м2 К/Вт (табл. XXXI, [1]); rзагр2= 1/2900 м2 К/Вт(табл. ХХХI, [1]).
Коэффициент теплопередачи: Определяем расчетную площадь поверхности теплообмена:
Определяем площадь поверхности теплообмена с запасом: = 82,5 1,2 = 99 м2 Длина каждой секции: L = F / (nπdср) = 99 / (226 3,14 0,023) = 6 м. По табл. XXXIV выбираем теплообменник с 266 трубами с поверхностью F = 102 м2, длина труб - 5 метров и с внутренним диаметром кожуха Dкож.вн. = 600 мм… ВЫВОД В химической технологии теплообменные аппараты довольно широко распространены, применяются в различных производствах легкой и тяжелой промышленности. Для обеспечения того или иного технологического процесса применяются различные типы теплообменных аппаратов. Основную группу теплообменных аппаратов, применяемых в промышленности, составляют поверхностные теплообменники, в которых теплота от горячего теплоносителя передается холодному теплоносителю через разделяющую их стенку. Холодильники — теплообменники, которые предназначены для охлаждения (водой или другим нетоксичным, непожаро- и невзрывоопасным хладоагентом) жидких и газообразных сред. В ходе приближённых вычислений площадь поверхности теплообмена составила F=82,5 м2 при коэффициенте теплопередачи К=210,52 Вт/(м2*К). По каталогу был выбран кожухотрубчатый теплообменник с поверхностью теплообмена F=102 м2. Запас площади теплообмена для нашего теплообменника составило 16,77 %, что укладывается в допустимые значения.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов / Под редакцией члена-корреспондента АН СССР П.Г.Романкова. - 10-е издание, переработанное и дополненное. - Л.: Химия, 1987. – 576 с., ил. 2. Романков П.Г., Фролов В.Ф., Флисюк О.М., Курочкина М.И. Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии (примеры и задачи). - Л.: Химия, 1993. - 496 с. 3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии . Учебник для вузов. - 9-е изд., исправл. - М.: Химия, 1973. - 752 с. 4. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. Под редакцией Ю.И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1991. - 496 с. 5. Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии: Учебник для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1987. - 496 с. 6. Циборовский Я. Процессы и аппараты химической технологии. Перевод с польского под редакцией П.Г.Романкова. - Л.: Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1958. - 932 с. 7. Хоблер Т. Теплопередача и теплообменники: Пер. с польск. - Л.: Госхимиздат, 1961. - 820 с. 8. Кичигин М.А., Костенко Г.Н. Теплообменные аппараты и выпарные установки. - М. -Л.: Госэнергоиздат, 1955. - 392 с. 9. Яблонский П.А. Проектирование тепло- и массообменной аппаратуры химической промышленности. - Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1978. - 85 с. 10. Справочник по теплообменникам: В 2-х т. Т.1 / Пер. с англ., под ред. Б.С. Петухова, В.К. Шикова.: М.: Энергоатомиздат, 1987. - 560 с.
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|