Тепловий і гідравлічний розрахунок кожухотрубного теплообмінника. Визначення теплового навантаження та орієнтовної площі. Розрахунок коефіцієнтів тепловіддачі для органічної рідини, води. Визначення сумарного термічного опору стінок, швидкості теплоносія.
Щоб збільшити швидкість руху теплоносіїв, застосовують багатоходові теплообмінники, в яких пучок труб за допомогою поперечних перегородок, встановлених у кришках, розділений на кілька секцій, по яких теплоносій проходить послідовно. З двох теплоносіїв, що рухаються в трубах і в між трубному просторі, треба в першу чергу того, в якого при теплообміні вищій термічний опір. При проектуванні кожухотрубних теплообмінників теплоносій, що найбільше забруднює поверхню теплообміну, спрямовують у труби які легше очищати. Незважаючи на те, що теплообмінні апарати розрізняють за принципом дії, будовою, типом теплоносіїв і призначенням, можна сформувати ще й основні вимоги теплового, гідродинамічного, експлуатаційного і технічного характеру, які треба враховувати при виборі типу, розрахунку і конструктивній розробці теплообмінної апаратури. Теплообмінники ”труба в трубі” застосовують при незначних кількостях теплоносіїв для теплообміну між двома рідинами між рідиною та парою, що конденсуються.2.8 Орієнтовна площа складатиме: 2.9 Виходячи з отриманих даних, з таблиці №3 вибираємо 3 значення, які нам підходять, щоб площа нагріву була наближено до а) 202 Розраховуємо значення критерію Рейнольдса для органічної речовини для =202. Розраховуємо значення критерію Прандтля для органічної речовини. Розраховуємо значення критерії Рейнольца для холодної води. де: G2 - навантаження холодного теплоносія, кг?с, dзов - зовнішній діаметр труб, який дорівнює 0,020мм; Розраховуємо значення критерії Прандтля для води.Визначимо швидкість гарячого теплоносія в трубному просторі: , Де - витрати гарячого теплоносія, - внутрішній діаметр труб, - густина гарячого теплоносія, - швидкість гарячого теплоносія, - число труб Коефіцієнти місцевих опорів потоку, що рухається в трубному просторі складають: - вхідна і вихідна камери Коефіцієнти місцевих опорів потоку, який рухається в між трубному просторі: - вхід і вихід рідини Визначимо швидкість гарячого теплоносія в трубному просторі: , де: - витрати гарячого теплоносія, - внутрішній діаметр труб, - густина гарячого теплоносія, - швидкість гарячого теплоносія, - число труб Визначимо швидкість гарячого теплоносія в трубному просторі: , де: - витрати гарячого теплоносія, - внутрішній діаметр труб, - густина гарячого теплоносія, - швидкість гарячого теплоносія, - число трубНезважаючи на те, що теплообмінні апарати розрізняють за принципом дії, будовою, типом теплоносіїв і призначенням, можна сформувати ще й основні вимоги теплового, гідродинамічного, експлуатаційного і технічного характеру, які треба враховувати при виборі типу, розрахунку і конструктивній розробці теплообмінної апаратури. В одноходових кожухотрубних теплообмінниках досить великої швидкості в трубах, а також, і високого коефіцієнта тепловіддачі можливо досягти тільки при значних витратах середовища, що в них рухається. Тому такі апарати застосовують, коли швидкість процесу визначається, величиною коефіцієнта тепловіддачі в між трубному просторі, а також як кипятильники. Теплообмінники ”труба в трубі” застосовують при незначних кількостях теплоносіїв для теплообміну між двома рідинами між рідиною та парою, що конденсуються. Ці апарати прості, їх легко виготовляти, вони дають можливість здійснити чисту протитечію і досягти високих швидкостей руху для теплоносіїв.
Незважаючи на те, що теплообмінні апарати розрізняють за принципом дії, будовою, типом теплоносіїв і призначенням, можна сформувати ще й основні вимоги теплового, гідродинамічного, експлуатаційного і технічного характеру, які треба враховувати при виборі типу, розрахунку і конструктивній розробці теплообмінної апаратури.
В одноходових кожухотрубних теплообмінниках досить великої швидкості в трубах, а також, і високого коефіцієнта тепловіддачі можливо досягти тільки при значних витратах середовища, що в них рухається. Це пояснюється відносно великим сумарним поперечним перерізом труб. Тому такі апарати застосовують, коли швидкість процесу визначається, величиною коефіцієнта тепловіддачі в між трубному просторі, а також як кипятильники.
Теплообмінники ”труба в трубі” застосовують при незначних кількостях теплоносіїв для теплообміну між двома рідинами між рідиною та парою, що конденсуються. Ці апарати прості, їх легко виготовляти, вони дають можливість здійснити чисту протитечію і досягти високих швидкостей руху для теплоносіїв. Поте при значних теплових навантаженнях вони громіздкі і матеріаломісткі.
Заглибні теплообмінники використовують як холодильники, зокрема для теплоносіїв, що спричиняють корозію апаратури і як конденсатори.
Спіральні та пластичні теплообмінники використовують у випадку теплообміну між двома рідинами, а також між рідиною та парою, що конденсуються. Вони компактні, інтенсивність теплообміну в них висока.
Ребристі теплообмінники призначені переважно для теплообміну між газом і рідиною або парою.
Різноманітність конструкцій теплообмінників, а також вимог, які до них ставляться, утруднюють вибір апаратів для різних конкретних умов перебігу процесу. Звичайно жодна з конструкцій не відповідає цілком усім вимогам і доводиться обмежуватись виробом такої, яка задовольняє лише основні вимоги.
Оболонкові теплообмінники (переважно періодичної дії) застосовують при малих теплових навантаженнях для охолодження або нагрівання вязких рідин і середовищ, які активно хімічно впливають на матеріал поверхні теплообміну.
Теплообмінні апарати усіх типів повинні працювати в оптимальних теплових режимах, які відповідають поєднанню заданої продуктивності та інших показників технологічного процесу з мінімальною витратою тепла.
Список литературы
1. Основные процессы и аппараты. Химические технологии. Под ред. док. тех. наук. Ю.И. Дитнерского М.: химия, 2009г. 273 с.
2. Процессы и аппараты пищевых производств за редакциею проф. И.Е. Малежика. - К.: НУХТ, 2011.- 400с.
Размещено на
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
