Производство 12-дихлорэтана (стр. 6 из 16)
F = 961 м
Д
= 1200 мм 
= 20х2 мм 
= 1701 шт.одноходовой
= 9,0 м 
Sмежду перег.=18,7×10-2 м2
Sсечения одного хода по трубам = 34,2×10-2 м2
Проведём уточненный расчет
7.3.7 Межтрубное пространство (вода)
Критерий Рейнольдса
где
– эквивалентный диаметр, мm – вязкость воды при средней температуре
m=996 кг/м
[8]r=804
Па×с [8] 
При
10000 Критерий Нуссельта 
(Рr/Prст) 0,25 [8]Критерий Прандтля
Рr =
, [8]где
– коэффициент теплопроводности, Вт/(м×к). = 0,601 Вт/(м×к)Рr =
,Поправкой (Рr/Рrст)0,25 можно пренебречь, т. к. разность температур невелика (Рr/Рrст)0,25» 1.
= 245Коэффициент теплоотдачи для воды
[8]7.3.8 Коэффициент теплоотдачи для ДХЭ
Трубное пространство
Примем скорость ДХЭ в трубах 0,5 м/с
wДХЭ = 0,5 м/с
Re =
= 
rДХЭ = 1207 кг/м3 при средней температуре
mДХЭ = 574 10-6 Па×c
(по программе физико-химические свойства веществ FIS-HIM).
Рr =
λДХЭ = 0,121 Вт/(м×К)
СДХЭ = 1323 Дж/(кг×К) (по программе FIS-HIM).
При Re = 10 4 – 5 ×106; Рr = 0,6 – 100
Критерий Нуссельта
Nu= 0,023×Re0,8 ×Pr0,4× (Pr/Prст)0,25 [8]
Nu= 0,023× 16822 0,8 ×6,3 0,4 = 115
Поправкой (Pr/Prст)0,25» 1 можно пренебречь
Коэффициент теплоотдачи для ДХЭ
7.3.9 Тепловая проводимость стенки и загрязнений
по таблице ХХХIrв, rДХЭ [8]
= 46,5 Вт/(м×к) по таблице [8]rв= 5800 Вт/м2×к)
rДХЭ = 2900 Вт/м2×к)
s= 0,002 мм
Коэффициент теплоотдачи
[8] 
7.3.10 Вт/(м2×К)7.3.11 Расчетная площадь поверхности теплообменника
= 
7.3.12. Определим запас площади поверхности теплообмена.
Запас площади поверхности теплообмена достаточен.
Окончательные параметры аппарата принимаем:
Одноходовой кожухотрубный теплообменник с поверхностью теплообмена
F = 961 м2, Дкожуха-1200 мм, dтрубы = 20 × 2 мм, количество труб n = 1701, высота труб Н = 9 м.
8. Механические расчеты
8.1 Расчет реактора прямого хлорирования этилена
Исходные данные для механического расчета аппарата приняты на основании технического паспорта действующего реактора:
1. Расчетное давление, Рр = 6 кгс/см2 (0,6 МПа)
2. Давление испытания, Ршп = 7,8 кгс/см2 (0,78 МПа)
3. Расчетная температура, t = 55 0С
4. Допускаемое напряжение металла, G = 1600 кгс/см2
5. Коэффициент прочности сварного шва, φр = 0,9
6. Прибавка к расчетным толщинам, С = 0,2; С3 = 0,2
7. Внутренний диаметр аппарата и днища, D = 130 см
8. Материал обечайки; сталь 15Х СНД ГОСТ – 19828 – 79
9. Материал днища: сталь 09Г2С ФВ ГОСТ – 5520 – 79
10. Радиус кривизны в вершине днища: R= 130 см.
8.1.1 Расчет обечайки нагруженной внутренним давлением. Рр=13 кгс/см2
Толщина стенки
S ≥ SR+ C
где SR – расчетная толщина
SR=
[11]SR=
S=0,27+0,2 = 0,47 см или 4,7 мм
Исполнительная толщина
Sиспол = 0,5 см или 5 мм
Допускаемое внутреннее избыточное давление
[11] 
8.1.2 Расчет эллиптического днища (крышки)
Толщина стенки:
SI = SIR+ C
где SIR – расчетная толщина.
SIR=
SIR=
см или 2,7 ммSI= 0,27+0,2 = 0,47 см или 4,7 мм
Исполнительная толщина:
Sиспол= 0,5 см или 5 мм
2. Допускаемое внутреннее избыточное давление.
[11] 
кгс/см28.1.3 Расчет укрепления отверстия в эллиптическом днище (крышке) аппарата
1 Условия применения расчетных формул
SIR=
см или 0,3 мм.Расчетная длина внешней части штуцера.
LIR=min
1,25 
LIR=1,25
=2,45 см или 24,5 мм.Расчетная длина внутренней части штуцера.
LSR=min
0,5 
LSR=0,5
=0,56 см или 5,6 мм.Расчетная ширина зоны укрепления в стенке днища (крышки)
LR=min
; 
LR=
=8,8 см или 88 мм.Отношение допускаемых напряжений.
Х1= min
; 
Для внешней частиХ1=
Х2= min
; 
Для внутренней частиХ2=
Расчетный диаметр отверстия, не требующего дополнительного укрепления при отсутствии избыточной толщины стенки днища.
Dot=0,4·
=0,4· =3,53 см или 35,3 ммгде DR – внутренний диаметр штуцера
D – внутренний диаметр аппарата
где S – толщина стенки
D – внутренний диаметр аппарата.
Расчетный диаметр укрепленного эллиптического днища при Н=0,2D
DR=2D
[11]где DR – расчетный диаметр укрепленного эллиптического днища
x – расстояние от центра закрепленного отверстия до оси эллиптического днища