Теплообмінник типу "труба в трубі" для нагріву хлороформу гарячою водяною парою - Контрольная работа

Теплообмінник типу "труба в трубі" для нагріву хлороформу гарячою водяною пароюУ хімічній промисловості широкого застосування набули теплові процеси - нагрівання, охолодження рідин і газів, конденсація пари, які проводяться в теплообмінних апаратах(теплообмінниках). Теплообмінниками називають апарати, призначені для передачі тепла від однієї речовини до іншої. Ці апарати мають різноманітне конструктивне оформлення, яке залежить від характеру процесів, що в них проходять, та умов проведення цих процесів. Теплообмінник можуть бути самостійними апаратами, а також складовою частиною апаратури. Всі теплообмінники залежно від способу передачі тепла поділяють на дві групи: 1.В залежності від конструктивного виконання поверхні теплообміну теплообмінники поділяються на трубчасті і нетрубчасті. Вони прості у виготовленні, мають велику надійність у порівнянні з іншими типами теплообмінників при роботі з токсичними продуктами, однак поступаються деяким сучасним нетрубчастим теплообмінним апаратам за такими важливими техніко-економічними параметрами, як маса, що проходить на одиницю поверхні теплообміну, і компактність. Горизонтальні теплообмінники здебільшого багатоходові і забезпечують більшу швидкість середовищ, задіяних в теплообміні, для того, щоб мінімізувати розшарування рідин внаслідок різниці їхніх густин і температур, а також уникнути утворення застійних зон. При великій різниці температур можуть виникати вигини і деформація труб, щоб цього не сталося використовують теплообмінники з компенсаторами температурних видовжень(лінзові, сальникові). Теплообмінники «труба в трубі» використовуються як нагрівачі та реакційні апарати.Згідно завданню в теплообміні беруть участь хлороформ і насичена водяна пара. Хлороформ являє собою безбарвну, прозору, летку, негорючу рідину з характерним солодким запахом. Хлороформ чудово розчиняє багато органічних матеріалів, але внаслідок високої токсичності поступово використання хлороформу замінюється на дихлорометан. Довгий час він був домінуючим інгаляційним анестетикам, а тепер витіснений разом з іншими шкідливими вуглеводнями менш токсичними анестетиками через свою негативну дію на печінку та нирки. Рвотні позови, запаморочення, мігрень, втома - ось перші ознаки впливу хлороформу, далі людину чекають хвороби печінки і нирок, а у вагітних жінок можливі викидні.Оскільки хлороформ є агресивним середовищем то в якості конструктивного матеріалу для основних деталей вибираємо сталь Х18Н10Т ГОСТ 5632-72, яка працює в агресивних середовищах при температурах до 600ОС і яка є стійкою до хімічної, електрохімічної, атмосферної, кислотної, соленої, поверхневої корозії.Але при виробництві синтетичної продукції, наприклад, віскози в стічні води потрапляють штучні органічні речовини, такі як ізобутанол, диметилацетомид та ін., які біоценози не здатні переробляти в нешкідливі домішки. Стічна вода, що містить органічні домішки, надходить в адсорбційний фільтр 1. Після використання адсорбційної ємності адсорбенту залишки води з адсорбенту скидають за допомогою відповідного трубопроводу в збірник неочищених стічних вод. Після повного заповнення шару адсорбенту, що регенерується хлороформом, розчинник зливається через переливний пристрій у ємкість 12. Звідси хлороформ, що містить вилучені з активованого вугілля сполуки, подається в теплообмінник 11, де підігрівається до температури кипіння, і далі у ректифікаційну колону 4.Розраховуємо температур теплоносіїв на кінцях теплообмінника і середню рушійну силу ?tc. Приймаємо, що теплообмінник виготовлений з труб діаметром 48?4 (внутрішня труба) і 89?5 (кожухова труба) D2,10. Тоді швидкість руху толуолу в трубах повинна бути: Кількість труб, що паралельно працюють (потоків): Критерій Рейнольдса для хлороформу: Режим руху турбулентний. Розрахуемо критерій Нусельта розраховуємо за формулою: Коефіцієнт ?_l, який враховує вплив на коефіцієнт тепловіддачі відношення довжини труби L до її діаметра d приймаємо таким що дорівнює одиниці, оскільки для заданого типу теплообмінників мінімальна довжина труб становить 3 м. і відношення: L / d > 50 Приймемо у першому наближенні: Тоді: Коефіцієнт тепловіддачі у випадку конденсації пари розраховуємо за формулою: Де: ?1 - коефіцієнт теплопровідності плівки конденсату;Регенеративні теплообмінники використовуються рідко, тепло в них рідині подається від попередньо нагрітих твердих тіл (насадки). Передача тепла у теплообмінних апаратах здійснюється від середовища, що має більш високу температуру, до середовища з нижчою температурою.

Зміст

Вступ

1. Порівняльна оцінка теплообмінників

2. Особливості апарата, що проектується

3. Властивості речовин

4. Вибір конструктивного матеріалу

5. Опис технологічної схеми

6. Тепловий розрахунок

Висновок

Список використаної літератури