Технологический расчет теплообменного аппарата. Достоинства кожухотрубных теплообменников. Расчет средней логарифмической разности температур при прямотоке и противотоке. Определение тепловой нагрузки аппарата. Коэффициент трения трубного пространства.
Аннотация к работе
Теплообменные аппараты (теплообменники) применяются для осуществления теплообмена между двумя теплоносителями с целью нагрева или охлаждения одного из них. В химической промышленности наибольшее распространение получили поверхностные теплообменники, отличающиеся разнообразием конструкций, основную группу которых представляют трубчатые теплообменники, такие как: кожухотрубные и "труба в трубе". Их можно разделить на типы по конструктивным признакам: а) кожухотрубные теплообменники (жесткого типа; с линзовым коденсатором на корпусе; с плавающей головкой; с U-образными трубками; Пучок труб расположен внутри общего кожуха, причем один из теплоносителей движется по трубам, а другой - в пространстве между кожухом и трубами. Достоинствами кожухотрубных теплообменников являются: компактность; небольшой расход металла; легкость очистки труб изнутри, а недостатками - трудность пропускания теплоносителей с большими скоростями; трудность очистки межтрубного пространства и трудность изготовления из материалов, не допускающих развальцовки и сварки.10% раствор CACL2 поступает в теплообменник Т-1, в котором нагревается горячим водяным паром. Количество поступающего 10% раствора CACL2 регистрируется датчиком FC-1. После теплообменника Т-1 раствор поступает в емкость Е-1, снабженную мешалкой. Помимо инициатора в реактор поступает углеводородная шихта, расход которой регистрируется датчиком FC-8. Давление в ректоре регистрируется датчиком РЕ-9; температура в реакторе регулируется датчиком ТЕ-11 (за счет циркуляции рассола).Для определения поверхности стандартного теплообменного аппарата используем основное уравнение теплопередачи: где, Q - тепловая нагрузка аппарата, КВТ; Какой теплоноситель отправить в трубное пространство, обусловлено его температурой, давлением, коррозийной активностью, способностью загрязнять поверхность теплообменника, расходом и др. 2.3] целесообразно направить теплоноситель с меньшим расходом и поверхностью, т. е. водяной пар. Примем ориентировочное значение Reop=15000, что соответствует развитому турбулентному режиму течения в трубах: для труб диаметром dн=20?2 мм: для труб диаметром dн=25?2 мм: где, ?1 - вязкость водяного пара, Па*с; Скорость теплоносителей ?тр - скорость рабочей среды, м/с; определяют, как: в трубах: ?тр= в межтрубном пространстве: ?мтр= где ftp - площадь проходного сечения трубного пространства выбранного аппарата; fmtp = площадь проходного сечения межтрубного пространства выбранного аппарата. ?1 = ?2 =Расчет коэффициента трения для трубного пространства l = 0,05 где, е = D/dвн = 0,2/21 = 0,0095 - относительная шероховатость стали, D = 0,2 мм - абсолютная шероховатость стали, dвн = 21 мм, внутренний диаметр трубы. Гидравлическое сопротивление трубного пространства где ltp - длина теплообменной трубы, м; n - число ходов по трубному пространству; тр - коэффициент местного сопротивления; Wtp и Wшт - скорости потоков в трубах и штуцерах. Из таблицы выбираем центробежный насос Х45/54. Число рядов труб омываемых в межтрубном пространстве [2. с. = = 723 Па где Eu - критерий Эйлера; b-поправочный коэффициент, учитывающий угол между осью трубы и направлением движения потока; для кожухотрубчатых теплообменников b = 0,83; k - число поперечных перегородок; m - число рядов труб в пучке.Мой был рассчитан на основе ГОСТА 15122-79 теплообменный кожухотрубный аппарат по данным расчета выбранная из справочника марка условно обозначается 600ТНГ-0,1-М1-25Г-3-4 где, 600-диаметр кожуха, мм; Т - теплообменник; 0,1 - условное давление в трубах и кожухе МПА; М1 - шифр теплообменных труб; 25 - диаметр теплообменных труб, мм; Г - трубки гладкие; 4 - длина труб, м; 4 - количество ходов по трубному пространству.