Материал: Расчет и проектирование холодильника-конденсатора для конденсации перегретого водяного пара

- количество ходов

- количество труб

- диаметр эквивалентный ()

- вязкость воды (по табл. XXXIX [1]: для 30⁰С )

Критерий Прандтля:

, где

 - теплопроводность воды (по табл. XXXIX [1]: для 30⁰С )

Критерий Nu:

Аналогично принимает отношение за единицу (расчёт и пояснение выше)

Находим :

 - коэффициент теплоотдачи для воды

 - определяющий линейный размер (), м

4.2 Расчет параметров для межтрубного пространства (конденсат)

Критерий Рейнольдса:

- расход пара, (по условию )

- наружный диаметр трубок ()

- проходное сечение межтрубного пространства (по табл. II.3 [2] )

- вязкость пара (по рис VI для 115⁰С )

Критерий Прандтля:

, где

- удельная теплоёмкость пара,

 - теплопроводность пара (по табл. XXXIX [1]: для 80⁰С )

Критерий Nu:

Отношение принимаем за единицу, т.к. разница между температурами стенки min:

(из примера со стр. 33 [2])

Находим :

 - коэффициент теплоотдачи для пара

 - определяющий линейный размер (), м

Находим расчётный коэффициент :

, где

- загрязнение стенок со стороны конденсата (по табл. XXXI[1] )

- загрязнение стенок со стороны оборотной воды (по табл. XXXI [1] )

- толщина трубок, м

- теплопроводность материала стали (по табл. XXVIII )

Находим расчетную площадь теплообмена для охлаждения пара:

5. Расчетная площадь теплообмена

Суммарная площадь теплообмена:

Запас по теплообмену:

Масса аппарата (по табл.) = 1260 кг

6. Гидравлический расчёт кожухотрубчатого теплообменника

.1 Расчёт гидравлического сопротивления для трубного пространства (оборотная вода)

Скорость движения воды в трубах:

, где

 - расход оборотной воды

- диаметр трубки, м

 - плотность воды (по табл. XXXIX [1] при )

 - количество труб

Коэффициент трения:

, где - относительная шероховатость труб

Скорость воды в штуцерах:

, где

- диаметр условного прохода штуцеров (по табл. II.8 [2] )

Гидравлическое сопротивление воды в трубном пространстве:

6.2 Расчёт гидравлического сопротивления для межтрубного пространства (перегретый пар)

Число рядов труб, омываемых потоком в межтрубном пространстве:

Число сегментных перегородок:

 (по табл. при ):

Скорость потока в штуцерах:

, где

- диаметр условного прохода штуцеров к кожуху (по табл. II.8 [2] )

- плотность пара (по табл. LVI при  )

Скорость потока в наиболее узком сечении межтрубного пространства:

Гидравлическое сопротивление пара в межтрубном пространстве:

6.3 Расчёт гидравлического сопротивления для межтрубного пространства (конденсат)

Скорость потока конденсата в штуцерах:

, где

- диаметр условного прохода штуцеров к кожуху (по табл. II.8 [2] )

- плотность конденсата (по табл. ХХХIX при  )

Скорость конденсата в наиболее узком сечении межтрубного пространства:

Гидравлическое сопротивление конденсата в межтрубном пространстве:

Вывод

По ГОСТ 15119-79 рассчитан и запроектирован кожухотрубчатый теплообменник для конденсации перегретого водяного пара

Параметры кожухотрубчатого конденсатора:

·        площадь поверхности теплообмена

·        запас по поверхности теплообмена

·        диаметр кожуха

·        число ходов

·        трубы 25*2 мм

·        длина труб

·        число труб

·        число труб на 1 ход

·        тепловая нагрузка

·        масса

Параметры перегретого пара (межтрубное пространство):

·        расход

·        температура на входе

·        температура на выходе

·        гидравлическое сопротивление конденсата

·        гидравлическое сопротивление пара

Параметры оборотной воды (трубное пространство):

·        расход

·        температура на входе

·        температура на выходе

·        гидравлическое сопротивление воды

Движение фаз - противоток.

Список литературы

1. Примеры и задачи курсу процессов и аппаратов химической технологии. К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков: Химия, Ленинград, 1987.

2.      Основные процессы и аппараты химической технологи. Пособие по проектированию. Под ред. Дытнерского Ю.И.: Химия, Москва, 1983