Расчет теплообменного аппарата кожухотрубчатого типа (стр. 2 из 2)

12. Рассчитаем температуру стенки со стороны каждого потока и перерасчет значений коэффициентов теплопередачи, теплоотдачи, удельной теплопроводимости.

Определим ориентировочно значения

и , исходя из того что

, где сумма

Найдем:

Проверка суммы

:

Исходя из этого, получим

Введем поправку к коэффициенты теплоотдачи, определив

.

Критерий Прандтля для октана при

, где - найдены с помощью метода кусочно-линейной интерполяции и сведены в таблицу 4.

Таблица 4

Св-ва потока (1) при t'ст1
Сст1, Дж/кг К	μст1, Па с	λст1, Вт/м К
2105,35684	0,00036	0,14824

Критерий Прандтля для воды при

, где - найдены с помощью метода кусочно-линейной интерполяции и сведены в таблицу 5.

Таблица 5

Св-ва потока (2) при t'ст2
Сст2, Дж/кг К	μст2, Па с	λст2, Вт/м К
4180	0,0007	0,6328

Коэффициенты теплоотдачи:

для октана

для воды

Исправленные значения К, q, tст1, tст2

Дальнейшее уточнение α1, α2 и других величин не требуется так как расхождение между α1,

и α2, и других не превышает 5%.

13. Рассчитаем необходимую площадь поверхности теплообмена

С запасом в 10%

14. Подберем диаметры штуцеров для ввода и вывода потоков, исходя из допустимых скоростей их движения.

. Выбираем из стандартного ряда диаметр входного и выходного штуцера для горячего потока

. Выбираем из стандартного ряда диаметр входного и выходного штуцера для холодного потока , так как расчетное значение больше чем стандартное изделие, то необходимо увеличить количество штуцеров для холодного потока.

15. Рассчитаем гидравлическое сопротивление трубного и межтрубного пространств.

Гидравлическое сопротивление в трубном и межтрубном пространстве складывается потерь на трение и местных сопротивлений.

, где - формула Блазиуса, для турбулентного движения в гладких трубах, - сумма коэффициентов учитывающих разные местные сопротивления, в частности для трубного пространства характерны местные сопротивления вида: «вход в трубу», «выход из трубы», где таких местных сопротивлений n штук (n – количество трубок). Исходя из этого . Тогда гидравлическое сопротивление:

Гидравлическое сопротивление в межтрубном пространстве:

, где - сумма коэффициентов учитывающих разные местные сопротивления, в частности для трубного пространства характерны местные сопротивления вида: «вход в трубу», «выход из трубы», «внезапное расширение», «внезапное сужение», «поворот потока». Исходя из этого . Тогда гидравлическое сопротивление:

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.

Необходимый процесс охлаждения провести в заданном нам аппарате не возможно, так как площадь поверхности теплообмена у заданного аппарата много меньше необходимой (

). Чтобы проводить заданный процесс необходимо либо изменить конструкцию аппарата (увеличить количество ходов, «оребрить» трубки), что несомненно приведет к большим денежным затратам и сложностью обслуживания самого аппарата, либо последовательно выстроить 4 таких аппарата, что в существенной мере сократит расходы на обслуживание, но монтаж такой системы и ее «большие площади» приведут к росту постоянных затрат.

БИБЛИОГРАФИЯ.

1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов. – 12-е изд., стереотипное. Перепеч. с изд. 1987 г. – М.: ООО ТИД «Альянс», 2005. – 575 с.

2. Измайлов В.Д., Филлипов В.В. Справочное пособие для расчетов по процессам и аппаратам химической технологии. Самара, СамГТУ, 2006, 43 с.

3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов. – 11-е изд., стереотипное доработанное. Перепеч. с изд. 1973 г. – М.: ООО ТИД «Альянс», 2005 – 753 с.