Кожухотрубчатый холодильник-конденсатор насыщенных паров толуола
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?енсата:
3. Расчет площади теплообменника и подбор коэффициентов теплопередачи
Площадь конденсации Fконд:
Задаёмся коэффициентом теплопередачи Кконд = 300 (по табл. 4.8[1] )
Площадь охлаждения Fохл:
Задаёмся коэффициентом теплопередачи Кохл = 300
Общая площадь теплообмена:
Для обеспечения турбулентного течения воды при Re > 15000 скорость в трубах с dн = 25x2мм должна быть больше w :
м/с,
= 25 - 22 = 21 мм - внутренний диаметр трубок
? = 0,89 мПас - динамическая вязкость воды при Dtср в = (t2н + t2к)/2 = 25С ( по табл. VI [1])
? = 997 кг/м3 - плотность воды при Dtср = (t2н + t2к)/2 = 25С ( по табл. XXXIX [1])
Объемный расход воды:
в = Gв/ ?в = 16,62/997 = 0,0166 м3/с
Число труб 25x2 мм, обеспечивающих объемный расход воды Vв = 0,0166 м3/с при Re = 15000:
Задаваясь числом Re = 15000, определим соотношение n/z для холодильника-конденсатора из труб диаметром dн = 25х2 мм:
4. Уточненный расчет поверхности теплопередачи
В соответствии с таблицей 4.12 [1] соотношение n/z принимает наиболее близкое значение к заданному у холодильников-конденсаторов с диаметром кожуха D = 600 мм, диаметром труб 25х2 мм, числом ходов z = 4 и общим числом труб n = 206:
Выбираем по ГОСТ 15121-79 кожухотрубчатый холодильник-конденсатор:
F = 32 м2
(число ходов)
dтруб = 25x2 мм
Dкожуха =
sсеч. одного хода по трубам = 0,018 м2
n = 206 (общее число труб)
5. Первая часть теплообмена. конденсация паров
5.1 Расчет параметров для трубного пространства (оборотная вода)
Критерий Рейнольдса:
Gводы - массовый расход воды, кг/с
- количество ходов
- количество труб
- диаметр эквивалентный ()
- динамическая вязкость воды (по табл. VI [1] : для 26,40С )
Критерий Прандтля:
где - теплопроводность воды (по табл. XXXIX [1] : для 26,40С )
Критерий Нуссельта:
Коэффициент теплоотдачи для воды:
где - определяющий линейный размер (), м
5.2 Расчет параметров для межтрубного пространства (конденсация паров)
Коэффициент теплоотдачи паров толуола
- коэффициент (при )
- длина трубок, м
- число трубок
- плотность пленки конденсата ( по табл. XLIV[1] = 870 )
- расход толуола ()
- теплопроводность паров толуола (по рис. X [1] : для 110,80С )
- вязкость толуола (по рис. V [1] для 110,80С )
Расчётный коэффициент теплопередачи:
где - загрязнение стенок со стороны конденсата (по табл. XXXI[1])
- загрязнение стенок со стороны оборотной воды (по табл. XXXI [1] )
- толщина трубок, м
- теплопроводность материала стали (по табл. XXVIII [1] )
Расчетная площадь теплообмена для охлаждения пара:
6. Вторая часть теплообмена. охлаждение конденсата
.1 Расчет параметров для трубного пространства (оборотная вода)
Критерий Рейнольдса:
где Gводы - массовый расход воды, кг/с
- количество ходов
- количество труб
- диаметр эквивалентный ()
- вязкость воды (по табл. VI [1] : для 16,370С )
Критерий Прандтля:
где - теплопроводность воды (по табл. XXXIX [1] : для 16,370С )
Критерий Нуссельта:
Коэффициент теплоотдачи для воды:
где - определяющий линейный размер (), м
6.2 Расчет параметров для межтрубного пространства (конденсат)
Критерий Рейнольдса:
где - расход толуола ()
- наружный диаметр трубок ()
- проходное сечение межтрубного пространства (по табл. 4.12 [1] )
- вязкость толуола (по рис. V [1] для 800С )
Критерий Прандтля:
где - удельная теплоёмкость толуола,
- теплопроводность толуола (по рис. Х [1] : для 800С )
Критерий Нуссельта:
Коэффициент теплоотдачи для толуола:
где - определяющий линейный размер (), м
Расчётный коэффициент теплопередачи :
где - загрязнение стенок со стороны конденсата (по табл. XXXI [1] )
- загрязнение стенок со стороны оборотной воды (по табл. XXXI [1])
- толщина трубок, м
- теплопроводность материала стали (по табл. XXVIII [1] )
Расчетная площадь теплообмена для охлаждения пара:
7. Суммарная площадь теплообмена
Запас по теплообмену:
8. Гидравлический расчет кожухотрубного теплообменника
8.1 Рассчет гидравлического сопротивления для трубного пространства (оборотная вода)
Скорость движения воды в трубах:
где - расход оборотной воды, кг/с
- диаметр трубки, м
- плотность воды (по табл. XXXIX [1] при )
- количество труб
- число ходов
Коэффициент трения:
где - относительная шероховатость труб
? - высота выступов шероховатостей, м
Скорость воды в штуцерах:
где - диаметр условного прохода штуцеров (по табл. 2.6 [2] )
Гидравлическое сопротивление воды в трубном пространстве: