Расчет трубчатой печи пиролиза углеводородов
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
? излучением:
Вт/м2К
Определим коэффициент теплоотдачи конвекцией . Для этого используем теорию подобия.
Найдем число Рейнольдса:
,
где м2/с - коэффициент кинематической вязкости дымовых газов при температуре 704,3 0С
- средняя скорость газов,
,
где F - свободное сечение конвективной камеры
м/с
Тогда
Из справочника на стр.54 для 10 ? Re = используем уравнение подобия:
,
Находим коэффициент теплоотдачи:
Вт/м2К
Значит, коэффициент теплоотдачи от горячих дымовых газов будет равен:
Вт/м2К
Определяем коэффициент теплоотдачи от нагретых стенок к сырью . Для этого воспользуемся теорией подобия. Найдем число Рейнольдса:
,
где м2/с - средний коэффициент кинематической вязкости
Подставляем полученное значение в уравнение
Тогда
,
где =0,10475 Вт/мК при 370 С
Вт/м2К
Таким образом,
Вт/м2К
Значит, расчетное значение теплоты конвективной камеры составляет:
Необходимое число труб для подогрева бензина:
Принимаем =26 шт. (4 ряда по 6 труб)
Расчетное значение теплоты конвективной камеры составит:
Следовательно, условие выполняется
Уточним значение числа труб, т.к. расчет велся для одиночных труб
Для пучка труб будет:
,
где
Находим коэффициент теплоотдачи для 3-4 рядов с помощью соотношения:
,
Коэффициенты теплоотдачи для 1 и 2 рядов находим по следующим зависимостям:
, ;
, ;
Тогда искомое значение составит:
(1065,08 874,55) - условие выполняется
Сырье - газ
Найдем площадь сечения всех труб камеры:
где - средняя плотность сырья в интервале температур от 140С до 630 С
,
Найдем октана для двух температур:
кг/м3 кг/м3
Следовательно, средняя плотность сырья составляет
кг/м3
м2
Берем 18 труб (3 ряда по 6 труб)
Уточняем значение скорости движения сырья в трубах
, м/с
С
Вт/м2К
- средняя скорость газов,
м/с
Тогда
,
,
,
где м2/с - средний коэффициент кинематической вязкости
Подставляем полученное значение в уравнение :
Тогда
,
где =0,10475 Вт/мК
Вт/м2К
Тогда получаем:
Возьмем 13 секций
Уточним расчет
n== 133 = 39
=18.15
Расчетное значение теплоты конвективной камеры составит:
Следовательно, условие выполняется
Высота конвективной камеры составит:
V. Гидравлический и аэродинамический расчеты
Гидравлический расчет
Определяем гидравлические потери в радиантной камере как сумму потерь на трение и местное сопротивление:
В дальнейшем потери давления определяем по формуле:
,
где - коэффициент гидравлического сопротивления,
- динамический напор.
Па
,
где - коэффициент трения, определяется качеством материала трубопровода и режимом протекания жидкости в канале
Для турбулентного режима движения в круглом канале определяем:
где мм - шероховатость труб после нескольких лет эксплуатации
Длина пути потока:
- длина поворота
Тогда
Па
По справочным данным принимаем С=1, В=1,
Тогда
Па
=0,3
Па
Таким образом, Па
Гидравлические потери в конвективной камере составляют:
Па
Полные гидравлические потери:
Па
? 0,05
,59 ? 0,052,5
,59 ? 12500
Неравенство не выполняется, поэтому необходимо изменить входное давление для обеспечения необходимого технологического режима, новое значение входного давления:
В результате повышения входного давления необходим пересчет конвективной камеры
Известны следующие температуры:
Найдем суммарную площадь сечений всех труб камеры:
,
где - средняя плотность сырья в интервале температур от 110 до 630
,
.
кг/м3
кг/м3
кг/м3
Значит,
Определяем число труб в конвективной камере: берем трубы 89х6 мм
,
где Fтр - площадь сечения одной трубы
Примем количество труб в одной секции 18, выбираем шахматное расположение труб, 3 ряда по 6 труб.
В связи с полученным числом уточняем значение скорости движения сырья в трубах
,
Поверочный расчет проводим iелью определить, является ли расчетное значение теплоты конвективной камеры Qкрасч достаточным для ее требуемого значения .
Расчетное значение находим по формуле
,
где К - коэффициент теплопередачи,
- средний температурный напор,
Fк - поверхность теплообмена
,
где lкк - длина труб, омываемая дымовыми газами
,
здесь мм - толщина трубной решетки
Определяем коэффициент теплоотдачи от нагретых стенок к сырью . Для этого воспользуемся теорией подобия. Найдем число Рейнольд