Определение свойств теплоносителей. Оценка коэффициента теплопередачи и ориентировочной поверхности теплообмена. Конструкция вертикального кожухотрубчатого теплообменника жесткого типа. Расчет скорости воды в межтрубном пространстве теплообменника.
Аннотация к работе
Теплообменные аппараты - устройства, в которых теплота переходит от одной среды к другой. Теплообмен между теплоносителями является одним из наиболее важных и часто используемых в технике процессов, поэтому теплообменники получили широкое применение в промышленности. Поверхностные теплообменники, в которых перенос тепла между обменивающимся теплом средами происходит через разделяющую их поверхность теплообмена - глухую стенку. Значительно реже применяют в химической промышленности регенеративные теплообменники, в которых нагрев жидких сред происходит за счет их соприкосновения с ранее нагретыми телами - насадкой, заполняющей аппарат, периодически нагреваемой другими теплоносителями. В химической технологии применяют теплообменники, изготовленные из самых различных металлов (углеродистых и легированных сталей, меди, титан и др.), а также из не металлических материалов, например графита, тефлона и др.Технологическая схема экстракционного выделения ароматических углеводородов: 1-экстракционная колонна; 2-скрубер; 3-теплообменник; 4-колонна экстрактивной перегонки; 5-сепаратор; 6-колонна рекуперации экстрагента Исходную углеводородную фракцию подают в нижнюю часть экстракционной колонны 1, где она движется вверх противотоком к экстрагенту, вводимому в верхнюю часть колонны. Насыщенный экстрагент с низа колонны 1 подогревают в теплообменнике 3 горячим регенерированным экстрагентом и направляют в колонну 4, где осуществляется экстрактивная отгонка ароматических углеводородов с водой.Кожухотрубчатый вертикальный шестиходовой теплообменник с неподвижными трубными решетками состоит из цилиндрического корпуса, который с двух сторон ограничен приваренными к нему трубными решетками с закрепленными в них греющими трубами. Пучок труб делит весь объем корпуса теплообменника на трубное пространство, заключенное внутри греющих труб, и межтрубное. Вода вводится в трубное пространство, проходит по трубкам и выходит из теплообменника через патрубок в верхнем днище.Средняя разность температур рассчитывается по формуле: Для дальнейших расчетов потребуются найти средние температуры конденсата и сырья. Так как температуры отличаются не более чем в два раза, то среднюю разность температур можно приближенно определить как среднеарифметическую между ними. Свойства насыщенного водяного пара и парового конденсата берем из справочной литературы (Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов). Тепловую нагрузку Q в соответствии с заданными технологическими условиями находим из уравнения: Требуемый теоретический расход горячей воды составит: 4. Определим объемный расход теплоносителя: Определим среднюю скорость воды в трубах трубного пучка: Значение критерия Рейнольдса для трубного пространства определим по уравнению: Определим значение критерия Прандтля для воды при 90?C [4, стр.Рассчитываем скорость воды в трубах теплообменника: 3. Коэффициенты местных сопротивлений потоку, движущемся в трубном пространстве: ?1=1,5 - входная и выходная камеры; Местное сопротивление на входе в распределительную камеру и на выходе их нее следует рассчитывать по скорости жидкости в штуцерах. Рассчитываем скорость воды в штуцерах: 6.
Вывод
В результате технологического расчета был выбран двухходовой кожухотрубчатый теплообменник жесткого типа со следующими характеристиками: поверхность теплопередачи ;
диаметр кожуха ;
общее число труб ;
длина труб ;
число ходов z = 1;
Тепловой нагрузкой коэффициентом теплопередачи гидравлическим сопротивлением трубного пространства гидравлическим сопротивлением межтрубного пространства вертикальный кожухотрубчатый теплообменник жесткий
Список литературы
1. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ под ред. Ю.Д. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и доп. М.: Химия, 1991. 496 с.
2. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ под ред. Ю. И. Дытнерского. М.: Химия, 1983. 272 с.
3. Расчет теплообменных аппаратов: Метод. указание к курсовому и дипломному проектированию/ Самар.политехн.ун-т ; Сост. В.Д. Измайлов, В.В. Филиппов Самара, 2006, 108 с.
4. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учеб. пособие для вузов/ под ред. П. Г. Романкова. 10-е изд., перераб. и доп. - Л.: Химия, 1987. 576 с.
5. Основные процессы и аппараты химической технологии : учебник для вызов/под ред. А.Г. Касаткина 11-е изд., перепич. с изд. 1973г.-М.: ООО ТИД «Альянс», 2005.-753 с.