Здавалка
Главная | Обратная связь

Технологический расчет

Расчетная работа № 2.1

Расчет холодильников В-5

 

Руководитель:

_________Шайхутдинова М. Н.

(подпись)

____________

(оценка, дата )

 

Разработал:

Студент группы 63-4

___________Глебко Н.С.

(подпись)

____________

(дата)

 

 


Задание

В трубном пространстве одноходового кожухотрубчатого теплообменника охлаждается бутанол от температуры tн =110до tк =30.Расход G=6,0кг/с. Охлаждающаяся вода нагревается от tв.н=15 до tв.к=45.Диаметр шахматно расположенных труб 25*2 мм. Определить плотность теплового потока, температуры поверхностей стенки, необходимую поверхность теплопередачи и расход воды.


Содержание

 


1 Задание…………………………………………………………………………..2

2 Содержание……………………………………………………………………..3

3 Реферат……………………………………………………………………...…..4

4 Введение………………………………………………………………………...5

5 Решение…………………………………………………………………………6

5.1 Температурная схема…………………………………………………...6

5.2 Определение расходов теплоносителей………………………………6

5.3 Предварительный подбор холодильных аппаратов……………….....7

5.4 Определение коэффициента теплооотдачи воды…………………….8

5.5 Определение коэффициента теплоотдачи бутилового спирта………8

5.6 Определение коэффициента теплопередачи………………………….9

5.7 Определение температуры стенки…………………………………......9

5.8 Определение запаса площади теплообменника……………………...10

6 Заключение……………………………………………………………………11

7 Библиографический список…………………………………………….……12


Реферат

 

В данной работе приводится расчет холодильник для охлаждения бутилового спирта. Текстовый материал приводится на 12 страницах, использовано 4 литературных источника и 1 лист графической части формата А4.


Введение

 

В данной работе производится расчет холодильника.

Процесс охлаждения – понижение температуры за счет отвода тепла.

Теплообменники – аппараты, предназначенные для передачи тепла от одних веществ к другим.

Теплоносители – вещества, участвующие в процессе передачи тепла.

Охлаждающие агенты - теплоносители, имеющие более низкую температуру, чем среда, от которой они воспринимают тепло.В данном случае в качестве охлаждающего агента применяется вода.

Технологический расчет

Рассчитаем среднюю разность температур теплоносителей

бутанол

110 30

вода

45 15

= 0С 0С

 

0С

 

Определим среднюю температуру воды

0С

 

Среднюю температуру бутанола

 

С учетом потерь в размере 5% расход теплоты составит

 

 

Расход воды равен

 

Объемный расход бутанола и воды

 

Наметим варианты холодильных аппаратов. Для этого определим ориентировочно значение площади поверхности теплообмена, полагая Кор=250 Вт/(м2К)- ориентировочный коэффициент теплопередачи жидкости и жидкости для углеводородов и масел.

 

 

 

Для обеспечения турбулентного течения воды скорость в трубах должна быть больше w2.

 

Число труб 25 2мм, обеспечивающих объемный расход воды Re=10000

 

Условию n< 80,4 и F< 194 м2 удовлетворяет четырехходовой теплообменник

 

Характеристики теплообменника:

Внутренний диаметр кожуха 800мм

Общее число труб 404

Длина труб 6м

Поверхность теплообменника 190м2

 

Для определения коэффициента теплоотдачи для воды уточним критерий Рейнольдса Re2

 

Критерий Прандтля для воды при средней температуре равен:

где -коэффициент теплопроводности воды

с2-удельная теплоемкость воды

-динамический коэффициент вязкости воды

 

Определяем критерий Нуссельта для воды:

 

Отношение примем равным 1,05 (с последующей проверкой).

 

Таким образом коэффициент теплоотдачи для воды равен

 

Площадь проходного сечения в вырезе перегородки Sвп=4×10-2 м2 по таблице 4.12

Расчетная скорость бутилового спирта в межтрубном пространстве равна

 

Критерий Рейнольдса для бутанола равен

 

Рассчитываем критерий Прандтля для спирта при средней температуре t=57.210С:

где с1-удельная теплоемкость бутанола при температуре 57,21 рис. рис.XI

-динамический коэффициент вязкости бутанола таблица IX

-коэффициент теплопроводности бутанола при средней температуре .

 

Рассчитаем критерий Нуссельта для бутилового спирта. Аппарат с однократно-перекрёстным движением жидкости при Re>1000 для шахматных пучков. Для охлаждающихся жидкостей отношение Pr1/Prст1 принимаем равным 0,95 с дальнейшей проверкой.

 

Коэффициент теплоотдачи для бутанола равен

 

 

Примем тепловую проводимость загрязнений стенки со стороны толуола 1/rзагр.1=5800 Вт/м2К, так как бутанол органическая жидкость, тепловая проводимость со стороны воды среднего качества 1/rзагр=2400 Вт/м2К. Коэффициент теплопроводности стали равен 46,5 Вт/м2К, толщина стенки равна 0,002 м

Находим сумму термических сопротивлений стенки и загрязнений:

Коэффициент теплопередачи :

 

Удельная тепловая нагрузка:

 

 

Проверяем принятое значение(Pr/Prст.)0,25. Определим разность температур:

 

 

 

где Сст- теплоёмкость бутанола при 25,53 0С рис.Х

динамический коэффициент вязкости бутанола таблицаIХ

-Коэффициент теплопроводности бутанола рис.Х

 

Следовательно:

(Pr1/Prст1.)0,25=

Было принято (Pr2/Prст2.)0,25=0,95. Разница %. Поправка не требуется.

 

 

Определим разность температур

 

Определим критерий Прандтля:

Следовательно:

(Pr2/Prст2.)0,25=

Было принято (Pr2/Prст2.)0,25=105. Разница %. Поправка не требуется.

 

 

Расчетная площадь теплообмена:

2

Площадь уточняем согласно выбранного в таблице 4.12 теплообменника F=190 м2

Запас площади поверхности теплообмена равен

Запас площади достаточен.

 

 

Заключение

 

В результате проведенного расчета подобран теплообменник с наружным диаметром кожуха Dн=800 мм; общим числом труб n=404; поверхностью теплообмена F=190 м2; длиной труб L=6 м; диаметром трубы d=25х2 мм.
Список использованных источников

1 Левин Б.Д., Ченцова Л.И., Шайхутдинова М.Н., Ушанова В.М. процессы и аппараты химических и биологических технолгий. Учеб. пособие для студентов химических специальностей вузов / Под общ. ред. д-ра. хим. Наук С.М. Репяха. – Красноярск: Сибирский государственный технологический университет, 2002. - 430с.

2 Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов под ред. чл. – корр. АН России П.Г. Романкова. – 12-е изд., стереотипное. Перепечатка с издания 1987г. М.: ООО ТИД «Альянс», 2005. – 576 с.

3 Ченцова, Л.И. Процессы и аппараты химической технологии: учебное пособие к самостоятельной работе студентов специальностей 240901, 240403, 240502, 240701, 240702, 240406, 280201, 050501, 240801, 260601, 200503, 080502, 0240100 очной формы обучения / Л.И. Ченцова, М.К. Шайхутдинова, В.М. Ушанова. – Красноярск: СибГТУ, 2006. – 262 с.

 





©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.