Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Расчет сырьевого теплообменника




Теплообменник предназначен для нагрева тяжелого каталитического газойля водяным паром.

Исходные данные:

Расход сырья Gс = 4497,6 кг/ч;

Конечная температура сырья tкон = 100 ºС ;

Начальная температура сырья tнач = 75 ºС.

В качестве теплоносителя принимаем водяной пар с давлением 0,3 МПа.

132,9 ºС 132,9ºС 100 ºС 75 ºС

Определяем его температуру и удельную теплоту. Tп = 132,9 ºС, r = 2171 кДж/кг.

Составляем схему теплообмена:

ΔТм = 32,9 ºС ΔТб = 57,9 ºС

ΔТср =( ΔТб + ΔТм )/2 (1)

ΔТср = (57,9 + 32,9)/2 = 45,4 ºС

Рассчитываем тепловую нагрузку на аппарат

(2)

Где Q – тепловая нагрузка на аппарат, кВт;

Gc - расход сырья, кг/с;

Cc – теплоёмкость сырья, кДж/кг;

Определяем расход греющего пара, кг/с.

(3)

Принимаем приближённый коэффициент теплопередачи Кпр = 150 Вт/м2·К и определяем приближённую поверхность теплообмена.

; (4)

где Fпр – приближённая поверхность теплообмена, м2 .

м2

Принимаем по ГОСТ 15118 – 79 теплообменник жёсткой конструкции со следующими характеристиками:

Поверхность теплообмена F = 13 м2;

Диаметр корпуса D = 325 мм;

Диаметр труб d = 20х2 мм;

Длина труб = 3 м;

Число ходов по трубам z = 2

Площадь проходного сечения по трубам fтр = 0,007м2;

Площадь проходного сечения по межтрубному пространству 0,012 м2

Составляем схему теплопередачи:

tср = tконд - ∆tср (5)

tср = 132,9-45,4 = 87,5 ºС

 

 

трубное простр. межтрубное пространство

tконд =132,9 ºС

tср с= 87,5 ºС

 

Рисунок 2- Схема теплопередачи через стенку аппарата

Определяем частные коэффициенты теплоотдачи в трубном и межтрубном пространствах.

Принимаем tст1 = 120ºС и определяем коэффициент теплоотдачи от конденсирующего пара к стенке.

, (6)

где αконд - коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке , Вт/м2·К;

Е – коэффициент, зависящий от расположения труб в пучке и расчётного числа труб в каждом вертикальном ряду; Е=0,7.

At – коэффициент, объединяющий физические свойства пара и конденсата.

d – наружный диаметр труб, м;

∆tср – разность температур конденсации и стенки, ºС.

Вт/м2·К

Удельная тепловая нагрузка по межтрубному пространству:

q1 = α конд (tконд – tст1), (7)

где q1 – удельная тепловая нагрузка по межтрубному пространству, Вт/м2.

q1 = 9448,21· (132,9-120) = 121881,9 Вт/м2

Определяем температуру стенки tст2 , исходя из равенства q1 = q2

, (8)

где – толщина стенки, м;

Трубное пространство:

Скорость сырья в трубном пространстве:

, (9)

где wc скорость сырья в трубном пространстве, м/с;

– плотность сырья, кг/м3 .

м/с

Критерий Рейнольдса:

, (10)

где d – внутренний диаметр труб, м;

– кинематическая вязкость сырья, Па·с

Режим движения – переходный.

Коэффициент теплоотдачи от стенки к сырью:

, (11)

где λ– теплопроводность сырья, Вт/м·К;

Вт/м2 К

q3 = 913,52 (114,76 - 87,5) = 24902,56 Вт/м2

 

=0,796

Расхождение между q3 и q1 составляет 79,6%.

Полученная тепловая нагрузка q3 намного меньше рассчитанной ранее удельной тепловой нагрузки q1, следовательно, необходимо увеличить и повторить расчет во втором приближении. Принимаем tст1 равную 130 ºС и повторяем расчет:

Вт/м2 К

q1 = 13720,11 2,9 = 39788,32 Вт/м2

tст2 = 130 - = 128,3

Вт/м2 К

q3 = 945,02 (128,3 - 87,5) = 38556,81 Вт/м2

Расхождение между q1 и q3 составляет:

=3,04%,

что находится в допустимых пределах.

Истинный коэффициент теплопередачи

Кист = , (13) где r1, r2 – термические сопротивления загрязнений со стороны пара и сырья.

Кист = =678,39Вт/м2

Истинная поверхность теплообмена:

(14)

= 2,18 м2

Принимаем аппарат с ранее принятыми характеристиками.


Поделиться:

Дата добавления: 2015-08-05; просмотров: 72; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.007 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты