трусики женские украина

На головну

 Розрахунок кожухотрубчасті теплообмінника - Теплотехніка

Дано:

Матеріальний баланс колони:

кг / с

Перерахунок масових% в молярний частки:

Тепловий баланс теплообмінника:

За табл. XLVII (П.Р., 543)

За рис. XI (П.Р., 562)

кал / кг ? сДж / кг ? К

Витрата води:

кг / с (Д., 32)

Ф / г властивості води при т-ре 30С

кг / м3

Вт / (м ? К)

Па ? с

Среднелогаріфміческая різниця температур:

С

Ф / х cвойства cмеси метилового спирту та води з масовою часткою метилового спирту 7% при температурі 30 С

кг / м3 (т. 1-101, Перрі, 51)

Коефіцієнт динамічної в'язкості суміші розраховується за рівнянням Томаса (ф. 1-91, Перрі, 26):

, Де

,

температура суміші;

постійна в'язкості, визначається шляхом підсумовування атомних і структурних складових суміші.

Для суміші метиловий спирт-вода,

(Т. 1-14, Перрі, 26)

Таким чином,

Па ? с

Коефіцієнт теплопровідності суміші органічних рідин і води з достатнім ступенем точності можна порахувати по рівнянню Краг (1-70, Перрі, 22):

,

гдеотносітельная щільність суміші рідин по воді, рівна в даному випадку 0.99

Таким чином

Питому теплоємність розчинів органічних рідин можна порахувати по методу Джонсона і Хуанга за допомогою адитивних складових (т. 1-7, Перрі, 15). Для суміші вода-метиловий спирт при вмісті спирту 7% за масою, теплоємність практично дорівнює теплоємності води при т-ре 30 градусів, або дорівнює

Дж / (кг ? К) (р. XI, П.Р., 562)

Пустимо спирт по трубах, а воду - в міжтрубному просторі.

Об'ємна витрата спирту та води:

м3 / с (П.Р, 216)

м3 / с (П.Р, 216)

Згідно т.4.8 (П.Р., 172) мінімальне значення Kopдля турбулентного режиму становить 250 Вт / (м ? К)

Орієнтовна поверхня становить:

м2м2

У теплообмінних трубах 25х2 мм по ГОСТ 15120-79 швидкість течії спирту при Re1> 10000 повинна бути не менше:

м / c (П.Р, 216)

Прохідний перетин трубного простору має бути не менше:

м2

Кожухотрубчасті холодильник найменшого діаметра 159 мм з числом труб 13 має площу 0.5 ? 10-2м2 (табл. 4.12, П.Р, 215). Отже турбулентний плин спирту можна забезпечити тільки в апараті з меншим діаметром трубного простору, тобто в теплообміннику "труба в трубі".

Варіант 1. Теплообмінник "труба в трубі" (ГОСТ 9930-78).

1.1 Розглянемо апарат, виготовлений з труб 89х4 мм (зовнішня) і 57х3.5 (внутрішня). Швидкість спирту в трубах для забезпечення турбулентного руху повинна бути не менше:

м / c (П.Р., 216)

Число паралельно працюючих труб 57х3.5 мм, при цьому

(П.Р., 217)

Приймемо n = 2. Визначимо критерій Рейнольдса та швидкість для спирту:

м / с (П.Р., 217)

(П.Р., 217)

Критерій Рейнольдса відповідає турбулентному руху.

Для води:

(П.Р., 217)

де 0.024 - еквівалентний діаметр, рівний 0.081-0.057

1.2. Складемо схему процесу теплопередачі. За табл. 4.1 (П.Р., 151) знаходимо, що тепловіддача для спирту та води (турбулентний режим у обох рідин) описується ур. 4.17. (П.Р., 154)

Коеффіціентпрімем рівним 1.

З огляду на те, що температури стінок з боку спіртаі водипока невідомі, приймемо сомножітельравним одиниці для обох потоків.

а) Коефіцієнт тепловіддачі для спирту: Критерій Прандтля для спирту при 25.9 градусах

(П.Р., 217)

Критерій Нуссельта для спирту:

Коефіцієнт тепловіддачі від спирту до стіни:

Вт / (м2 ? К)

(П.Р., 217)

б) Коефіцієнт тепловіддачі для води.

Критерій Прандтля для води при 30 градусах.

Критерій Нуссельта для води:

Коефіцієнт тепловіддачі від стінки до води:

Вт / (м2 ? К)

Термічний опір стінки і забруднень (табл. XXXI, П.Р., 531)

Приймемо коефіцієнт теплопровідності матеріалу стінки, рівним коефіцієнту теплопровідності сталі, тобто рівним 46.5

м2 ? К / Вт

Величина теплової провідності 1860 вибрана з розрахунку забрудненої води, так як суміш в трубі являє собою воду з домішкою органічної рідини.

Коефіцієнт теплопередачі:

Вт / (м2 ? К)

Поверхнева щільність теплового потоку:

Вт / м2

1.3. Визначимо орієнтовно значеніяі, виходячи з того, що

,

де сума

Знайдемо:

(П.Р., 218)

Отже:

Введемо поправку в коефіцієнти тепловіддачі:

Критерій Прандтля для спирту при

Критерій Прандтля для води при

Уточнений коефіцієнт тепловіддачі для спирту:

Уточнений коефіцієнт тепловіддачі для води:

Виправлені значення:

Вт / (м2 ? К)

Вт / м2

Розрахункова площа поверхні теплопередачі:

м2

З запасом 10%: м2

Поверхня теплообміну одного елемента довжиною 6 м .:

м2

Число елементів у кожній з двох секцій (гілок):

шт.

Загальне число елементів:

шт.

Варіант 2. кожухотрубчасті холодильник діаметром 159 мм з трубами 25х2 мм (ГОСТ 15120-79)

Швидкість і критерій Рейнольдса для спирту:

м / с

Швидкість і критерій Рейнольдса для води:

м / с

де 0.9 ? 10-2- прохідний перетин міжтрубному простору між перегородками по ГОСТ 15120-79.

де 0.025 - зовнішній діаметр труб, що визначає лінійний розмір при поперечному обтіканні.

Варіант 2 кожухотрубчасті холодильник діаметром 159 мм з трубками 25х2 мм (ГОСТ 15120-79)

Швидкість і критерій Рейнольдса для спирту:

м / с

Швидкість і критерій Рейнольдса для води:

м / с

де- прохідний перетин міжтрубному простору між перегородками по ГОСТ 15120-79.

Для потоку в трубах при Re1 <10000 значення tcт.1.вліяет на вибір розрахункової формули через твір GrPr. Задамося значеннями температур стінки, виходячи з того, що

Приймемо виходячи з попереднього розрахунку (теплообмінник "труба в трубі")

а) коефіцієнт тепловіддачі для води (Re2 = 8671.6)

При поперечному омивання потоком трубного пучка при Re> 1000 рекомендується співвідношення

Приймемо = 0.6 (157, П.Р.). Критерій Прандтля для спирту:

Тоді

Вт / (м2 ? К)

б) Коефіцієнт тепловіддачі для спирту (Re1 = 6873)

Для вибору розрахункової формули визначимо твір (PrGr) при визначальною температурі - середній температурі прикордонного шару. (П.Р., 154)

С

Фізичні властивості спирту при температурі 27.5С:

кг / м3 (т. 1-101, Перрі, 51)

Па ? с

Дж / (кг ? К) (р. XI, П.Р., 562)

Для визначення Nu2прі даному співвідношенні і Re> 3500 скористаємося табл. 4.4 (П.Р., 155)

У даних межах критерій Нуссельта за формулою 4.28 (П.Р., 155)

,

де n = 0.11 при нагріванні, n = 0.25 при охолодженні. У нашому випадку n = 0.25.

динамічний коефіцієнт в'язкості суміші при температурі стінки.

У нашому випадку можна прийняти рівним динамічному коефіцієнту в'язкості при температурі суміші.

Вт / (м2 ? К)

Коефіцієнт теплопередачі:

Вт / (м2 ? К)

Поверхнева щільність теплового потоку:

Вт / м2

Уточнимо значення

Окончательноі

Розрахункова площа поверхні теплопередачі:

м2.

З запасом 10% м2

Приймаються до установки апарати довжиною 3 м (ГОСТ 15120-79 (П.Р., 215).

Площа поверхні теплообміну одного апарата по середньому діаметру труб:

м2

Необхідна кількість апаратів:

Приймемо N = 9. Запас поверхні при цьому становить:

%

Таким чином видно, що перший варіант теплообмінника ("труба в трубі") має меншу металоємність і більше число Рейнольдса в порівнянні з кожухотрубчасті теплообмінників.

Проведемо розрахунок економічних параметрів теплообмінника "труба в трубі" .Табл. 1. "Технічні характеристики теплообмінника"

 Показники Трубне простір Міжтрубний простір

 Середа Найменування Метанол Вода

 Токсичність токсичних Нетоксична

 Вибухонебезпечність невибухонебезпечних невибухонебезпечних

 Агресивність Агресивна неагресивних

 Температура 93.5 (на вході) 40 (на виході)

 Робочий тиск, МПа

 Ємність апарату, м 3

 Поверхня теплообміну, м 2 2.81

Матеріал деталей апарату, що стикаються з метанолом - сталь Х18Н9Т ГОСТ 5632-72, інших ст. 3 ГОСТ 380-71.

Матеріал герметизуючих прокладок - картон азбестовий ГОСТ 2850-58.

Матеріал прокладок в різьбових з'єднаннях - алюміній марок А95, А85, А8, А7, А6, А5, А0, А (ГОСТ 11069-64).

Число елементів у кожній з двох секцій (гілок):

шт.

Загальне число елементів:

шт.

Таким чином, витрати на елементи теплообмінника з розрахунку 100 руб. за елемент складуть 1100 рублів. Маса апарату "труба в трубі" - 2200 кг.

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка