Изучение, расчет и выбор стандартного кожухотрубчатого теплообменного аппарата
Автор: Dmitriy20 • Ноябрь 20, 2019 • Лабораторная работа • 1,142 Слов (5 Страниц) • 385 Просмотры
Энгельсский технологический институт(филиал)
федерального государственного бюджетного образовательного
учреждения высшего образования
«Саратовский государственный технический университет
имени Гагарина Ю.А.»
Лабораторная работа №1 по дисциплине:
«Оборудование химических и нефтехимических производств»
на тему:
«ИЗУЧЕНИЕ, РАСЧЁТ И ВЫБОР СТАНДАРТНОГО
КОЖУХОТРУБЧАТОГО ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА»
Выполнил студент группы ТМОБ-41
Лазуткин Д.Н.
Проверил преподаватель
Мацнева Т.А.
Энгельс - 2019 г.
Цель работы: изучить конструкции стандартных кожухотрубчатых теплообменников и получить практические навыки расчета и выбора теплообменников в соответствии с ГОСТ 9929 – 82.
Таблица 1
№ задания | Теплоносители | Назначение аппарата | Расход целевого теплоноси теля G1, кг/с | Температура целевого теплоносителя, °С | Давление (абс.) целевого теплоносителя в аппарате Р1, МПа | Допустимая потеря давления в аппарате, ∆Р , МПа | |||
Целевой (1) | Обеспечивающий (2) | Начальная t1,н | Конечная t1,к | Целевой теплоноситель | Обеспечивающий теплоноситель | ||||
7 | Ацетон | вода | холодильник | 15 | 55 | 28 | 0,15 | - | 0,008 |
[pic 1]
Рис.1. Схема теплообменника
Решение
Тепловой расчет
1. Задаемся: t2н = 10ºС, t2к = 50ºС;
Распределяем теплоносители: в межтрубном пространстве ацетон, в трубном вода.
Величины термических сопротивлений отложений [1]:
[pic 2]Rтр = Rмтр = [pic 3][pic 4]
Определяем теплоемкости теплоносителей по номограмме [2]:
С1н = [pic 5]
С1к = [pic 6]
С2н = [pic 7]
С2к = [pic 8]
2. Составляют уравнения теплового баланса [1]:
[pic 9].
Находим тепловой поток Q и расход обеспечивающего теплоносителя G2 :
Q = [pic 10]
G2 = .[pic 11]
3. Рассчитываем среднелогарифмическую разность температур в теплообменнике при противотоке [1]:
,[pic 12]
где - перепад температур на холодном конце теплообменника.[pic 13]
,[pic 14]
где - перепад температур на горячем конце теплообменника.[pic 15]
[pic 16]= ;[pic 17]
4. Определяем средние температуры теплоносителей [1]:
Для теплоносителя, имеющего меньшее изменение температуры в теплообменнике, средняя температура находится как среднеарифметическая температур входа и выхода:
[pic 18] = 0,5(55+28) = 40 ºС;
Средняя температура другого теплоносителя определяется по формуле [1]:
[pic 19] = 40-10 = 30 ºС [pic 20],
где знак "+" соответствует случаю, когда [pic 21][pic 22]относится к горячему теплоносителю.
5. При температурах [pic 23]и [pic 24]определяем для обоих теплоносителей их свойства:
- плотность: ρ1 = 768 кг/м3; ρ2 = 994 кг/м3; [2]
- теплоемкость: ср1 = ; ср2 = ; [2][pic 25][pic 26]
- коэффициент теплопроводности: λ1 = ; [pic 27]
λ2 = ; [2][pic 28]
- коэффициент вязкости: μ1 = ; [pic 29]
μ2 = ; [2][pic 30]
- число Прандтля: Pr1 = Pr2 = . [2][pic 31][pic 32]
6. По таблице 2 принимается приближенное значение коэффициента теплопередачи Кпр = 1300.[pic 33]
Таблица 2
[pic 34]
7. Оценивается предварительно величина площади поверхности теплопередачи [1]:
[pic 35]м2.
8. Стандартный теплообменник целесообразно выбирать такой, чтобы в трубах обеспечивался турбулентный режим течения теплоносителя. Очевидно, такой режим возможен в теплообменнике, у которого число труб n, приходящееся на один ход Z, равно:
...