Теплообменник 2 (стр. 4 из 4)

15)Пусть диаметр кожуха Д = 0,25 м, тогда площадь межтрубного пространства равна:

S_мт = П*Д² / 4 – 37*П*d_н² / 4 (15)

[6, с.444]

S_мт = 3,14*0,25² / 4 – 37*3,14*0,022² / 4 = 0,035 (м²)

16)Эквивалентный диаметр межтрубного пространства равен:

d_экв.мт =

(16)

[6, с.445]

d_экв.мт =

= 0,235 (м)

17)Критерий Рейнольдса для межтрубного пространства:

Re_мт = W_в * d_экв.мт/М_в, где

М_в- вязкость воды;

W_в – расход воды.

М_в= 0,000357(Н*сек/м²)

W_в = G_в / S_мт = 5,556/0,035 = 158,75(кг/м²*с)

Re_мт = 158,75* 0,235 / 0,000357 = 104500

18)Критерий Прандтля для межтрубного пространства равен:

Pr_мт = M_в *C_в / λ_в, где

λ_в= 0,068 Вт/м*град

C_в = 4190 Дж/кг*град

Pr_мт = 0,000357 *4190 / 0,068 = 22

19)Критерий Нуссельта для межтрубного пространства:

Nu_мт = 1,16*( d_экв.мт*Re_мт)^0.6 * Pr_мт^0,33 (17)

[5, с.158]

Nu_мт = 1,16*( 0,235*104500)^0.6 * 22^0,33= 704,64

20)Коэффициент теплоотдачи воды:

α₂ = Nu_мт* λ_в / d_экв.мт

α₂ = 704,64* 0,068 / 0,235 = 203,896

21)Коэффициент теплопередачи:

К = ___________1_____________

1/ α + 1/ α₂ + b/λ + r₁ * r₂, где (18)

[5, с.192]

r₁, r₂– коэффициенты загрязнения воды и смеси соответственно.

r₁ = 0,0018 м²*град/Вт

r₂ = 0,0009 м²*град/Вт

К = ___________1______________________________ = 88,8

1/ 285,4+ 1/ 203,896 + 0,001/17 + 0,0018 * 0,0009

22)Площадь теплообменника выводится из формулы:

Q = K*F*

(19)

[2, с.64]

F = Q / K*

F = 152516/88.8*42.8 = 40.13 (м²)

23)Длина трубок равна:

L = F/ n*П*d_ср (20)

[5, с.192]

d_ср = (d_н+ d_вн

) / 2

d_ср = (0,022 + 0,02

) / 2 = 0,021(м)

L = 40,13/ 37*3,14*0,021 = 16,45(м)

Расчёт теплового баланса

Приход тепла со смесью:

Q₁ = G_см * C_см * t₁

Q₁ = 2.5*3050.32*40 = 305032 (Вт)

Приход тепла с водой:

Q₂ = G_в*C_в*Т₁ = 5,556*4190*96 = 2234845 (Вт)

Расход тепла со смесью:

Q₃ = G_см*С_см*t₂ = 3050,32*2,5*60 = 457548 (Вт)

Расход тепла с водой:

Q₄ = G_в*С_в*Т₂ = 5,556*4190*89,5 = 2083528 (Вт)

Потери в окружающую среду:

Q_п = 0,05*Q = 0,05*152516 = 7629 (Вт)

Результаты отражены в таблице теплового баланса:

Приход тепла, Вт		Расход тепла, Вт
Со смесью	305032	Со смесью	457548
С водой	2234845	С водой	2083528
Потери	7629
Всего:	2539877	Всего:	2548705

(2539877+2548705)/2548705=0,04=4%

Расчёт верен.

[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]

3.Заключение

Развитие химической промышленности определяется в значительной степени совершенствованием химической техники. Техника химических производств развивается в основном в тех же направлениях, что и в других отраслях промышленности. Главной целью технического прогресса является

повышение производительности труда с одновременным улучшением качест-

ва продукции и снижением её себестоимости. Основные взаимосвязанные на-

правления развития химической техники: 1)увеличение масштабов производ-

ства, мощностей химико-технологических систем и отдельных аппаратов; 2)

интенсификация работы аппаратов; 3)снижение энергозатрат и максимальное

использование теплоты химических реакций; 4)уменьшение количества ста-

дий производства и переход к циклическим (замкнутым) системам; 5)замена

периодических процессов непрерывными; 6)механизация трудоёмких опера-

ций и автоматизация производства.

По данному курсовому проекту были произведены тепловой, гидравличсекий и конструктивно-механический расчёты теплообменного аппарата , необходимого для нагревания смеси этанол-вода до температуры кипения насыщенным водяным паром.

Вследствие чего по стандартным каталогам (ГОСТ 15118-79, ГОСТ 15120-79 и ГОСТ 15122-79) был выбран кожухотрубчатый теплообменник с неподвижными трубными решётка

и.

В данном теплообменнике трубы, изготовленные из стали Ст3, расположены по окружности и закреплены в трубной решётке развальцовкой.

В месте подачи насыщенного водяного пара и отвода конденсата прикреплены два отбойника для предотвращения эрозии и износа труб.

Теплообменник установлен на четыре опоры типа OB – II – Б – 400 – 6 OH.

Список использованных источников

1. Баранов Д.А. Процессы и аппараты: Учеб. для студ. учреждений сред. проф. образования / Д.А. Баранов, А.М. Кутепов. – М.: Издательский центр «Академия», 2004.

ISBN 5-7695-1336-5

2. Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической тех-

нологии: Учебник для техникумов.- Л.: Химия, 1991

ISBN 5-7245-0514-2

3. Каган С.З., Мартюшин С.И. Основные процессы и аппараты химичес-

кой технологии: Пособие по проектированию. 2-ое изд.. перераб. и

дополн.- М.: Химия,1991

4. Мухлёнов И.П. Общая химическая технология: Учеб. для химико- техн.спец.вузов. В 2-х т. Т-1: Теоретические основы химической технологии. 4-е изд., перераб. и дополн. – М: Высш. шк., 1984

5. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учеб. пособие для вузов.

10-е изю., перераб. и дополн. – Л.: Химия, 1987

6. Плановский А.Н., Рамм В.М., Каган С.З. Процессы и аппараты химической технологии. 5-е изд., стереотипное.

7. Романков П.Г., Курочкина М.И., Мозжерин Ю.А., Смирнов Н.Н. Процессы и аппараты химической промышленности: Учеб. для техникумов.- Л.: Химия, 1989

8. Химическая энциклопедия: В 5 т.: Т.1: А-Дарзана/Ред.кол.: Кнунянц И.Л. и др.- М.: Сов.энцикл., 1988

9. Химическая энциклопедия: В 5 т.: Т.5: Под ред. Зефирова Н.С. и др.- М.: Большая Российская энцикл., 1998