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.
Аннотация к работе
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.