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: