Расчёт кожухотрубного теплообменного аппарата

Министерство образования и науки Российской Федерации

Новосибирский Государственный Технический Университет[pic 1]

Механико-технологический факультет

Кафедра химии и химической технологии

Курсовая работа по дисциплине

«Процессы и аппараты химической технологии»

Расчёт  кожухотрубного  теплообменного аппарата

Вариант 26

Новосибирск – 2019

Исходные данные для расчёта                      

Таблица 1

Gп = 10 Т/ч = 2,778 кг/с

1. ВЫБОР СХЕМЫ И ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ ТЕПЛООБМЕННИКА

1.1. Выбор схемы теплообменника

Тип теплообменника – вертикальный, с неподвижными трубными решетками. В конденсаторах наиболее загрязненной средой является вода, поэтому предпочтительно ее направить в трубы, а пар в межтрубное пространство.

1. 2 Предварительное определение поверхности теплообмена

Для определения основных конструктивных размеров элементов теплообменника, следует ориентировочно определить величину поверхности теплообмена F. Для этого необходимо определить количество тепла, передаваемого в теплообменнике:

[pic 8]Дж/с

где Gп – расход пара, r – теплота фазового перехода при параметрах пара:

[pic 9]кДж/кг

Площадь теплопередающей поверхности аппарата определяется как:

[pic 10]

где k = 1500 Вт/(м2∙К) – коэффициент теплопередачи, значение которого выбиралось ориентировочно из таблицы Приложения 3.

[pic 11]- средняя разность температур между теплоносителями:

[pic 12]

где [pic 13] - наибольшая, а [pic 14]- наименьшая разности температур между теплоносителями, [pic 15] - температура насыщения греющего пара, которую определяют из таблицы приложения 1 по давлению греющего пара [pic 16].

[pic 17]

[pic 18]
[pic 19]

1.3 Выбор теплообменных труб

Необходимо предварительно выбрать размер труб: наружный диаметр dн, внутренний диаметр dв, длину труб L. Обычно применяются металлические цельнотянутые бесшовные трубы. Выберем трубы с размерами 25×2,5, длинной 3 м и  из стали марки 20.

[pic 20]

1.4 Определение числа ходов в теплообменнике, длины и числа труб

Для того, чтобы обеспечить приемлемые скорости воды в трубах необходимо использовать многоходовые по воде теплообменники.

Рекомендованная скорость жидкого теплоносителя, конкретно воды, 1-3 м/с. Примем wв = 2 м/с.

Число труб в ходу определяется из выражения:

[pic 21]

где [pic 22]кг/м3 - плотность воды, [pic 23]- массовый расход воды, который определяется из теплового баланса:

[pic 24]кг/с

[pic 25]- примем для среднего значения температуры [pic 26]

[pic 27]кДж/(кг∙град)

Общее число труб в теплообменнике:

[pic 28]

Число ходов рассчитывается как:

[pic 29]

Для вертикальных теплообменников следует использовать четное число ходов, следовательно, полученное число соответствует условиям.

1.5 Размещение труб в трубной решетке