Кожухотрубчатый теплообменник

Оглавление Введение........................................................................................................................ 3 1 Цель расчёта .............................................................................................................. 4 2 Данные для расчёта................................................................................................... 4 3 Тепловой расчёт апарата .......................................................................................... 4 3.1 Расчет средней разности температур и средних температур теплоно сителей 4 3.2 Тепловая нагрузка .................................................................................................. 5 3.3 Определение температур стенок и расчёт коэффициентов теплоот дачи ........ 6 3.4 Определение поверхности теплообмена............................................................ 12 4 Конструктивный расчёт теплообменника ............................................................ 14 4.1 Определение числа труб и числа ходов в трубном пространстве ................... 14 4.2 Расчёт внутреннего диаметра корпуса............................................................... 16 4.3 Расчёт диаметров патрубков ............................................................................... 16 5 Гидравлический расчет аппарата .......................................................................... 18 Заключение ................................................................................................................. 20 Литература .................................................................................................................. 21 Приложение A ............................................................................................................ 22

Литература 1. Пищулин В.П. Расчет кожухотрубчатого теплообменника: учебное пособие. – Северск: СТИ НИЯУ МИФИ, 2010. – 37 с. 2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. – Л.: Химия, 1981. – 560 с., ил. 3. Сафронов В.Л. Расчёт конструктивных элементов кожухотрубчатых теплообменников на прочность. Практическое руководство для студентов. – Северск: СТИ ТПИ, 1998-35 с.

1 Цель расчёта Целью расчета является закрепление теоретических выводов и расчетно-практических рекомендаций по курсу «Процессы и аппараты химических технологий» и их приложение к конкретному расчету кожухотрубчатого горизонтального или вертикального парожидкостного теплообменника. 2 Данные для расчёта Данные для расчёта представлены в таблице 1. Таблица 1 – Данные для расчёта Конденсирующийся насыщенный пар Вода Давление пара, МПа 0,5 Жидкость-раствор NaOH Концентрация раствора, % 40 Производительность по жидкости , кг/с 20 Начальная температура жидкости,??С 0 Конечная температура жидкости,??С 80 3 Тепловой расчёт апарата 3.1 Расчет средней разности температур и средних температур теплоно сителей В случае конденсации пара в теплообменнике, средняя температура первого (горячего) теплоносителя равна температуре конденсации пара, которую определяем в зависимости от заданного давления по таблице LVII [2]: tcp1 = tконд = 151.7 оС Профиль температур приведен на рисунке 1 tконд=tсрI=151,70С ?tм ?tб tIIк=80 0С tIIн=0 0С Рисунок 1 – Профиль изменения температур Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата КТ.186.01.25 РР 4 Определяем среднюю разность температур ?tcp: – наибольшая разность температур между теплоносителями равна: ?tб = tконд – t??н = 151.7 – 0 = 151.7 оС – наименьшая разность температур между теплоносителями равна: ?tм = tконд – t??к = 151.7 – 80 = 71.7 оС Средняя разность температур определяется по формуле [1,с.10] , = 106.75 оС . Средняя температура второго теплоносителя определяем по формуле: = 44.85 оС (1) (2) 3.2 Тепловая нагрузка Тепловую нагрузку аппарата определяем из уравнения теплового баланса по формуле [1,с.8] Q??? Q??? D (iп?? iк )?п??? GII cII (t 2 к??t2н ) ,Вт, где Q – количество тепла, Дж; D – расход пара, кг/с; iп – энтальпия насыщенного пара, Дж/кг, iк– энтальпия конденсата, Дж/кг; r – удельная теплота парообразования или конденсации, Дж/кг; ?п – коэффициент полезного использования тепла в аппарате; GII – массовый расход жидкости второго теплоносителя, кг/с; cII = удельная теплоемкость жидкости при , Дж/(кгК); t2к – конечная температура жидкости, К; t2н – начальная температура жидкости, К. КТ.186.01.25 РР Изм. Лист № докум. Подпись Дата (3) Лист 5 Удельная теплоемкость при 44.85?С составляет 3457.72 Дж/(кг?К). По таблице LVII [2] определяем удельную теплоту парообразования: r = 2114.8 кДж/кг. Подставим все известные значения в формулу (3), получи