Расчет воздухоразделительной установки средней производительности КжКАж-0,25
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
?а обратного потока на входе в аппарат: 263 К,
Температура обратного потока на выходе из аппарата: 289.25 К,
Давление обратного потока: 0.13 МПа,
Расход: 0.935 кг/с,
Скорость потока: 8.0 м/с,
Тепловая нагрузка:
24.09 кВт.
Средняя разность температур
К [11],
Выбраны гладкие медные трубки, внешний диаметр dнар= 8 мм, толщина стенки 1 мм.
Вид навивки: разреженная; относительный осевой шаг навивки ?2=1.2, относительный диаметральный шаг навивки ?1=1,2.
Диаметр сердечника 0.16 м.
Результаты расчета - смотри приложение 7. Анализируя данные расчетов теплообменных аппаратов, рассчитанных выше, можно отметить:
.Получены вполне приемлемые данные по отношению , где DН - диаметр последнего ряда навивки.
2.Теплообменные аппараты не имеют значительного расхождения по длине трубок.
.Гидродинамические сопротивления прямых и обратных потоков не превышают допустимых значений.
Расчет переохладителя жидкого кислорода [3]
Тепловой расчет теплообменника. Целью теплового расчета теплообменника является определение необходимой поверхности теплообмена. Тепловая нагрузка 2.461 кВт. Проходное сечение трубки: м2, По данным [!!!!], при конструировании и расчете витых поперечноточных теплообменников рекомендуются следующие значения скоростей потоков: скорость потока жидкости 0.5- 2 м/с. Принимается скорость прямого потока ?1=0.5 м/с. Тогда необходимое число трубок:
22
где, =1127.5 кг/м3-плотность жидкого кислорода при Т=92.8 К и р=0.13 МПа [7].
Принимается n=15.
Тогда уточненное значение скорости в трубках теплообменника:
м/с.
Критерий Рейнольдса:
,
где = Па/с - коэффициент динамической вязкости жидкого кислорода при р=0.13 МПа и T=90.3 К. При движении потока внутри труб витого теплообменника значения критических чисел , характеризующих начало перехода ламинарного режима к турбулентному, зависят от относительной кривизны намотки , где R - средний радиус намотки. В первоначальном варианте расчета =0.009 м, тогда:
.
Критерий Прандтля:
,
где =1.656 кДж/кг- теплоемкость жидкого кислорода при р=0.13 МПа и T=90.3 К [7], =1.46 Вт/(м2 К) - коэффициент теплопроводности жидкого кислорода при р=0.13 МПа и T=90.3К [7].
Критерий Нуссельта:
,
Вт/(м2 К).
Определяется коэффициент теплоотдачи от трубок к обратному потоку. Так как на данной стадии расчета не известны конструктивные размеры теплообменника и невозможно оценить гидравлические потери в межтрубном пространстве, принимается ?2=0.3 м/с.
Критерий Рейнольдса:
, где
где, =869.3 кг/м3-плотность кубовой жидкости при Т=79.2 К и р=0.13 МПа [7],
= Па/с - коэффициент динамической вязкости кубовой жидкости при р=0.13 МПа и T=79.2 К [7]. При принятых в расчете значениях t1 и t2 относительные диаметральный и осевой шаги будут равны ?1=1.15, ?2=1.0 (плотная навивка). Критерий Нуссельта в этом случае определяется по формуле , где С= 0.0185, n=0,95). Тогда Коэффициент теплоотдачи от трубок к потоку кубовой жидкости:
, где
Вт/(м2 К) - коэффициент теплопроводности кубовой жидкости при р=0.13 МПа и T=79.2 К [7].
Коэффициент теплоотдачи, отнесенный к наружной поверхности труб:
Вт/(м2 К).
Теплопередающая поверхность:
м2,
?T-среднелогарифмическая разность температур.
Тепловой расчет теплообменника. Целью конструктивного расчета теплообменника является определение его наружного диаметра и высоты навивки исходя из полученной поверхности теплообмена. Среднее сечение свободного объема межтрубного пространства:
м2,
Диаметр сердечника Dc принимается равным 20 dн.
м.
Удельное свободное сечение:
м2/ м2.
Площадь поперечного сечения теплообменника составит:
м2.
Внутренний диаметр обечайки:
м.
Число рядов навивки теплообменника:
,
m=2.
Так как число рядов навивки округляется до целого числа, пересчитывается D0 и находится значение изменения проходного сечения то ранее полученного:
м.
Средняя длина труб теплообменника:
м.
воздухоразделительный установка баланс теплообменный
Высота навивки:
м,
где м;
так как угол ? мал, то cos ? 1.
Определяются гидравлические сопротивления. Коэффициент сопротивления для прямой трубы:
, ?=1.1.
Гидравлическое сопротивление трубного пространства:
Па,
Гидравлическое сопротивление межтрубного пространства рассчитывается по зависимости вида:
,
где Eu - критерий Эйлера,
В и k - значения коэффициентов, в зависимости от Re2, ?1 и ?2.
В=5.6, k=0.1.
.
Па,
где .
Данный расчет теплообменника рассматривается как предварительный, целью которого было определение основных конструктивных характеристик аппарата и оценка гидравлического сопротивления и на линиях прямого и обратного потоков.
Расчет конденсатора-испарителя
Для осуществления низкотемпературной ректификации воздуха необходимо получать потоки флегмы и пара. Эту задачу в узле ректификации функционально решает конденсатор-испаритель. Процесс конденсации одного из потоков осуществляется за счет кипения жидкости другого потока. Поскольку составы потоков разли