Теплообменник для охлаждения раствора NaOH
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
симости от температуры. (табл. VI) [1, с.514]:
t 0С171817,5?10-3 Па с1,0831,0561,0695
Коэффициенты теплопроводности воды при t1 = 17,5 0С. (табл. XXXIX) [1,с.537]
t 0С102017,5? Вт/мК0,5750,5990,593
Коэффициент ? = 0,6. (табл. 4.5) [1, с.157]:
Отношение принято равным 1,01 (с последующей проверкой).
Таким образом, коэффициент теплоотдачи:
Коэффициент теплопередачи.
Проверим принятое значение коэффициента теплоотдачи для раствора гидроксида натрия. Для этого определим:
q = K ?tср=509,1 45,49 = 23159 Вт/м2
?t2 = q/?2 = 23159/843,2 = 27,47 0Сст2 = t2 - ?t2 = 62,94 - 27,47 = 35,47 0С ? 35,5 0С.
Динамические коэффициенты вязкости растворов гидроксида натрия в зависимости от температуры. (табл. VIII) [1, с.515]:
t 0С304035,5? мПа с 25%5,253,864,625
С2 = 3462,5 Дж/кгК, ? = 4,62510-3 Пас, ?2 = 0,552 Вт/мК.
Отношение было принято равным 0,99.
Проверим принятое значение коэффициента теплоотдачи для охлаждающей воды. Для этого определим:
q = K ?tср=509,1 45,49 = 23159 Вт/м2
?t1 = q/?1 = 23159/2561 = 9,04 0С
tст1 = t1 + ?t1 = 17,50 + 9,04 = 26,54 0С
Коэффициенты теплопроводности воды при t1 = 26,54 0С. (табл. XXXIX) [1,с.537]:
t 0С203026,54? Вт/мК0,5990,6180,611
Динамические коэффициенты вязкости охлаждающей воды при t1 = 26,54 0С. (табл. VI) [1, с.514]:
t 0С262726,54?10-3 Па с0,87370,85450,8747
С1=4,183 кДж/кгК. (табл. XXXIX) [1, с.537].
Отношение было принято равным 1,01.
Таким образом, коэффициент теплоотдачи:
Произведём дальнейшее уточнение, так как расхождение между ?2, ?2 и К , К превышает 5%.
Проверим принятое значение коэффициента теплоотдачи для раствора гидроксида натрия. Для этого определим:
q = K ?tср= 451,2 45,49 = 20525 Вт/м2
?t2 = q/?2 = 20525/843,2 = 29,90 0Сст2 = t2 - ?t2 = 62,94 - 29,90 = 33,04 0С ? 33 0С.
Динамические коэффициенты вязкости растворовов гидроксида натрия в зависимости от температуры. (табл. VIII) [1, с.515]:
t 0С304033? мПа с 25%5,253,864,833
С2 = 3462,5 Дж/кгК, ? = 4,83310-3 Пас, ?2 = 0,552 Вт/мК.
Отношение было принято равным 0,8063.
Проверим принятое значение коэффициента теплоотдачи для охлаждающей воды. Для этого определим:
q = K ?tср=451,2 45,49 = 20525 Вт/м2
?t1 = q/?1 = 20525/2688 = 7,64 0Сст1 = t1 + ?t1 = 17,50 + 7,64 = 25,14 0С
Коэффициенты теплопроводности воды при t1 = 25,14 0С. (табл. XXXIX) [1,с.537]:
t 0С203025,14? Вт/мК0,5990,6180,609
Динамические коэффициенты вязкости охлаждающей воды при t1 = 26,54 0С. (табл. VI) [1, с.514]:
t 0С252625,14?10-3 Па с0,89370,87370,8909
С1=4,183 кДж/кгК. (табл. XXXIX) [1, с.537].
Отношение было принято равным 1,0599.
Таким образом, коэффициент теплоотдачи:
Дальнейшее уточнение не требуется, так как расхождение между ?1, ?1 и ?2, ?2 , и К , К не превышает 5%.
q = K ?tср=447,5 45,49 = 20357 Вт/м2
Fр = Q/q = 913556/20357 = 44,88 м2
В виду отсутствия в переходном режиме надёжных формул для критерия Нуссельта введём дополнительный запас 10% получим Fр = 49,37 м2.
Площадь поверхности теплопередачи одного аппарата с трубами L = 4 м (табл. 4.12) [1, с. 215]: составит 61 м2.
Запас поверхности составляет при этом:
F-Fр/ Fр = 61 - 49,37/49,37 = 23,6 %
Запас площади поверхности теплообмена достаточен.
3. Раiет гидравлических сопротивлений
3.1 Двухтрубчатый теплообменник
Раiет гидравлического сопротивления двухтрубчатого теплообменника произво-дится по формулам, приведенным ниже:
Скорость жидкости в трубах:
Коэффициент трения расiитывается по формуле:
Где е - высота выступов шероховатостей (принимаю е = 0,2 тАв 10 -3 м)
Диаметр штуцеров к распределительной камере dтр.ш = 0,1 м. (таб. II.8.)
Скорость раствора гидроксида натрия в штуцерах:
В трубном пространстве местные сопротивления: вход в теплообменник и выход из неё, пять поворотов на 1800 и по шесть раз вход в трубы и выход из них.
Гидравлическое сопротивление трубного пространства равно:
А180 = 1,40 , В2 = 0,15; АВ = 0,21. (табл. XIII) [1, с.521].
3.2 Шестиходовый теплообменник
Раiет гидравлического сопротивления кожухотрубчатых теплообменников производится по формулам, приведенным ниже.
Скорость жидкости в трубах:
Коэффициент трения расiитывается по формуле:
Где е - высота выступов шероховатостей (принимаю е = 0,2 тАв 10 -3 м)
Диаметр штуцеров к распределительной камере dтр.ш = 0,1 м. (таб. II.8.)
Скорость раствора гидроксида натрия в штуцерах:
В трубном пространстве местные сопротивления: вход в камеру и выход из неё, восемь поворотов на 1800 и по девять раз вход в трубы и выход из них.
Гидравлическое сопротивление трубного пространства равно:
?= xv1?1 + xv2? 2,= 0,52141191 + 0,47861298=1242 кг/м3
Вывод
гидроксид натрия раствор теплообменник
Целью данной курсовой работы было подобрать теплообменник для охлаждения раствора гидроксида натрия с концентрацией 25%, по массе. Раствор поступает в аппарат после выпаривания. Нами были рассмотрены несколько вариантов подходящих по площади поверхности и по числу труб, обеспечивающих объёмный расход при турбулентном и переходном течении жидкости, теплообменников. Одноходовый теплообменник обеспечивающий течение раствора гидроксида натрия в переходном режиме имеет малую поверхность теплообмена. Для обеспечения необходимой площади поверхности их потребуется семь, а это влечет за собой высокую металлоёмкость. Двухтрубчатый теплообменник явл