Кожухотрубчатые теплообменники. Расчет конденсатора

Содержание

Введение …………………………………………………………………………... 3

1. Описание технологической схемы …………………………………….... 4
2. Постановка задачи ……………………...…………….……....................... 6
3. Описание конструкции аппарата и обоснование его выбора ………….. 8
4. Технологический расчет ……………………………….………………...10

1. Выражение состава смеси в мольных долях ………..…………...…….. 10
2. Определение температуры начала конденсации пара ……………..…. 10
3. Определение температуры конца конденсации пара ……………...….. 12
4. Расчет теплового потока и расхода хладоагента .……..………………. 13
5. Определение средней разности температур между теплоносителями         ………………………………………………………...……........................................... 15

1. Кожухотрубчатые теплообменники. Расчет конденсатора ……….….. 16

1. Расчет штуцеров …………………….….……………………………….. 24
2. Определение толщины тепловой изоляции ……….............…………... 25

1. Гидравлический расчет ……………………………………….............… 26

Заключение ………………………………………………….……...………......... 29

Список использованных источников ………………………….…...................... 30

Введение

Теплообменник – это устройство, в котором происходит переход теплоты от более нагретого теплоносителя к менее нагретому теплоносителю. Он является очень распространенным аппаратом в повседневной жизни. К теплообменному устройству можно отнести большинство техники в доме: отопительная батарея, обогреватели, электрические плиты, холодильники и т.д.

В теплообменных аппаратах передача теплоты может осуществляться тремя способами:

1. Через разделяющую стенку между теплоносителями – это поверхностные теплообменники (кожухотрубчатые, спиральные, пластинчатые);
2. Через прямое соприкосновение теплоносителей – это смесительные теплообменники (градирни);
3. Через поочередное нагревание и охлаждение насадки – это регенеративные теплообменники.

Помимо теплообмена в данном аппарате могут осуществляться и другие процессы: конденсация, испарение, смешение. Таким образом, можно выделить такие аппараты, как конденсаторы, подогреватели, холодильники, испарители.

1.  Описание технологической схемы

Схема ректификационной установки [4].

[pic 1]

Рисунок 1 – Схема ректификационной установки:

1 – ёмкость для исходной смеси; 2,9 – насосы; 3 – теплообменник-подогреватель; 4 – кипятильник; 5 – ректификационная колонна; 6 – дефлегматор; 7 – холодильник дистиллята; 8 – ёмкость для сбора дистиллята; 10 – холодильник кубовой жидкости; 11 – ёмкость для кубовой жидкости.

Из емкости 1 исходная смесь центробежным насосом 2 подается в теплообменник-подогреватель 3, где ее доводят до температуры кипения. Затем данная смесь переходит в ректификационную колонну 5, где разделяется на тарелки питания. Находясь в колонне, жидкость взаимодействует с поднимающимся вверх паром, который образуется при кипении кубовой жидкости в кипятильнике 4. Происходит массообмен жидкости с паром, в ходе которого пар обогащается легколетучим компонентом.

В дефлегматоре 6 путем конденсации пара, выходящего из колонны, образуется флегма, которой орошают верхнюю часть ректификационной колонны. Также, из дефлегматора получается готовый продукт – дистиллят, который затем идет на охлаждение в холодильник дистиллята 7 и подается в емкость для сбора дистиллята 8.

Из нижней части колонны центробежным насосом 9 постоянно выводится кубовая жидкость, которая обогащена труднолетучим компонентом. Затем эта жидкость охлаждается в холодильнике кубовой жидкости 10 и направляется в емкость для кубовой жидкости 11.

Так происходит процесс разделения бинарной смеси на два компонента: дистиллят и кубовой остаток [4].

1.  Постановка задачи

Целью моей работы является осуществить технологический и гидравлический расчеты дефлегматора (конденсатора) ректификационной колонны и воспроизвести его общий вид.