Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Расчёт кожухотрубчатого конденсатора (дефлегматора).




 

Рассчитать и подобрать нормализованный вариант конструкции кожухотрубчатого конденсатора смеси паров органической жидкости и паров воды (дефлегматора) для конденсации G1 = P = 0,6 кг/с паров.

Удельная теплота конденсации смеси r1= 611700 Дж/кг,

температура конденсации tk = 100°С.

Физико-химические свойства конденсата при температуре конденсации:

 

l1 = 0,681 Вт/м·К;

r1 = 958 кг/м3;

m1 = 0,000284 Па·с.

 

Тепло конденсации отводить водой с начальной температурой t= 17°С.

Примем температуру воды на выходе из конденсатора t= 42°С.

 

1. Рассчитаем среднюю температуру воды:

t2 = 0,5·(17+42) = 29,5°C

При этой температуре исходная смесь будет иметь следующие физико-химические показатели:

c2 = 4183,8 Дж/кг·К

ρ2 = 995,15 кг/м3- плотность

μ2 = 0,000811 Па·с – вязкость

λ2 = 0,614 Вт/м·К – теплопроводность

Pr2 = 5,5

 

2. Рассчитаем тепловую нагрузку аппарата:

 

Q = G1·r1 = 0,6·611700 = 367020 Вт (2.2.1) 

 

3. Рассчитаем расход воды:

 

 (2.2.2)

 

4. Рассчитаем среднюю разность температур:

 

(2.2.3)

 

Примем Kор= 600 Вт/м2·К.

 

5. Рассчитаем ориентировочное значение требуемой поверхности теплообмена:

 

 (2.2.4)

 

 6. Задаваясь числом Re2= 15000, определим соотношение n /z для конденсатора из труб диаметром dн= 20´2 мм:

Изм Лист № докум Подп Дата

 

лист
         

17

         

 

 (2.2.5)

 

где n – общее число труб;

z – число ходов по трубному пространству:

d – внутренний диаметр труб, м.

 

 В соответствии с табличными значениями соотношение n /z принимает наиболее близкое к заданному значению у конденсаторов с диаметром кожуха D = 400 мм, диаметром труб 20´2 мм, числом ходов z = 2 и общим числом труб n = 166.

N /z = 166 / 2 = 83.

 

Наиболее близкую к ориентировочной поверхность теплопередачи имеет нормализованный аппарат с длиной труб L = 3 м; F = 31 м2.

 

7. Рассчитаем действительное число Re2:

 

 (2.2.6)

 

8. Определим коэффициент теплоотдачи к воде:

 

, (2.2.7)

 (2.2.8)

 (2.2.9)

 

 Вт/м2∙К;

 

9. Коэффициент теплоотдачи от пара, компенсирующегося на пучке горизонтально расположенных труб, определим по уравнению:

 (2.2.10)

 Вт/м2·К;

 

10. Сумма термических сопротивлений стенки труб из нержавеющей стали равна:

 

 (2.2.11)

Изм Лист № докум Подп Дата

 

лист
         

18

         

 

11. Коэффициент теплопередачи:

 

 (2.2.12)

 

 

 12. Требуемая поверхность теплопередачи:

 

 (2.2.13)

 

Конденсатор с длиной труб 2 м и поверхностью 11 м2 подходит с запасом:

 

Изм Лист № докум Подп Дата

 

лист
         

19

         

 

2.3. Рассчитываем кожухотрубчатый испаритель.

Выбрать тип, рассчитать и подобрать кожухотрубчатый теплообменник для подогрева G2 = W = 2,033 кг/с органической жидкости. Органическая жидкость кипит при температуре 117,8°C

При этой температуре исходная смесь будет иметь следующие физико-химические показатели:

 

c2 = 2523 Дж/кг·К - теплоемкость

ρ2 = 938,64кг/м3- плотность

μ2 = 0,00038 Па·с – вязкость

λ2 = 0,15 Вт/м·К – теплопроводность

r2 = 390462 Дж/кг

σ2 = 18,2·10-3н/м

 

Для подогрева использовать насыщенный водяной пар давлением 0,4 МПа. Температура конденсации t1=143,62°C.

При этой температуре конденсат имеет следующие характеристики:

r1 = 2133800 Дж/кг - удельная массовая теплота испарения (конденсации)

ρ1 = 924,1 кг/м3- плотность

μ1 = 0,000186 Па·с – вязкость

λ1 = 0,686 Вт/м·К – теплопроводность

Pr1 = 1,17

 

1. Рассчитаем тепловую нагрузку аппарата:

 

Q= G2·r2 = 2,033·390462= 793809,2 Вт  (2.3.1)

 

3. Рассчитаем расход пара для подогрева исходной смеси:

 

 (2.3.2)

 4. Рассчитаем среднюю разность температур:

 

                                                  t = t1- t2 = 143,62-117,8 = 25,82°C

 

Примем коэффициент теплопередачи равной Kор= 800 Вт/м2∙К.

 

5. Рассчитаем площадь поверхности передающей тепло:

 

 (2.3.3)

 

Возьмём пластинчатый теплообменник с поверхностью теплообмена F = 42 м2.

с диаметром кожуха D = 400 мм, длинной труб L = 4 м.

 

7. Определим запас площади теплообменника:

 

Δ = (F-Fор)·100/ Fор = (42-38,43)·100/38,43 = 9%

 

Таким образом выбранный теплообменник подходит с запасом 9%.

Масса испарителя составляет 1260 кг.

Изм Лист № докум Подп Дата

 

лист
         

20

         
Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...