|
5321400 – «НГКСТ»
| Лист |
Выполнил:
|
Садуллаев С.А.
|
|
|
36
|
Руководитель:
|
Махмудова Н.С.
|
|
|
tкип= 103 0C
Температурная схема:
1 33,9 0С 133,9 0С
2 00С 940С
Δtб= 113,9 0С Δtм= 39,9 0С
Средняя разность температур:
Δtср= 70,62 0С
Средняя температура бензол-толуола: t2 = t1 – Δtср
t2 = 133,9 0С – 70,62 0С = 63,28 0С ≈ 63 0С
Расход бензол-толуола:
G2=15т/час
= 4,167 кг/с
Плотность смеси:
Плотности бензола и толуола при t = 630С
ρ1 = 836,8 кг/м3 ρ2 = 824,2 кг/м3
(табл. IV)
|
Изм.
|
Лист
|
№ Документа
|
Дата
|
Подп.
|
5321400 – «НГКСТ»
| Лист |
Выполнил:
|
Садуллаев С.А.
|
|
|
37
|
Руководитель:
|
Махмудова Н.С.
|
|
|
Объёмный расход смеси:
V2=G2/ =4,167/829,6=0,0050м3/с
Средняя удельная теплоемкость смеси (при 63 0С):
С1 = 1963,0 Дж/кг·К С2 = 1927,4 Дж/кг·К
1/С=Х1/С1+Х2/С2=0,4/1963,0+0,6/1927,4 С2 =1942,9 Дж/(кг·К)
Расход теплоты на нагрев смеси:
Q = G2C2(t2k-t2H) = 4.167·1942,9·(94–20) = 599 108,782 Дж
Расход сухого греющего пара с учетом 7% потерь теплоты:
G1 = 1,07·Q/r = 1,07·599 108,782 /2171·103 = 0,295 кг/с
Где r-удельная теплота конденсации водяного пара (табл.LVII)
Ориентировочно определяем максимальную величину площади поверхности теплообмена. По табл. 4.8 минимальное значение коэффициента теплопередачи для случая теплообмена от конденсирующегося водяного пара к органическим жидкостям (подогреватели Кмин = 120 Вт/(м2·К)). При этом:
Fmax= Q/Kmin·Δtср = 599 108,782 /120·70,62 = 70,69 м2
|
Изм.
|
Лист
|
№ Документа
|
Дата
|
Подп.
|
5321400 – «НГКСТ»
| Лист |
Выполнил:
|
Садуллаев С.А.
|
|
|
38
|
Руководитель:
|
Махмудова Н.С.
|
|
|
3.2. Ориентировочный выбор теплообменника
Для обеспечения интенсивного теплообмена попытаемся подобрать аппарат с турбулентным режимом течения теплоносителей. Смесь направляем в трубное пространство, так как она даёт загрязнение, водяной пар – в межтрубное пространство.
В теплообменных трубах Ø25 х 2 мм холодильников по ГОСТ 15120–79 скорость течения рассола для обеспечения турбулентного режима при Re2 > 10 000 должна быть более:
Нахождение динамического коэффициента вязкости смеси при t2 = 630С
Где x1 и x2 – мольные доли компонентов смеси. Рассчитаем их:
|
Изм.
|
Лист
|
№ Документа
|
Дата
|
Подп.
|
5321400 – «НГКСТ»
| Лист |
Выполнил:
|
Садуллаев С.А.
|
|
|
39
|
Руководитель:
|
Махмудова Н.С.
|
|
|
Здесь
- динамические коэффициенты вязкости бензола и толуола при t2 = 70
0С (табл. IX) [1, с. 516]
|
Изм.
|
Лист
|
№ Документа
|
Дата
|
Подп.
|
5321400 – «НГКСТ»
| Лист |
Выполнил:
|
Садуллаев С.А.
|
|
|
40
|
Руководитель:
|
Махмудова Н.С.
|
|
|
ω2 = 0,196 м\с – скорость, необходимая для достижения турбулентного режима
Число труб Ø25 х 2 мм, обеспечивающих объёмный расход смеси бензол-толуол при Re2 = 10 000:
|
Изм.
|
Лист
|
№ Документа
|
Дата
|
Подп.
|
5321400 – «НГКСТ»
| Лист |
Выполнил:
|
Садуллаев С.А.
|
|
|
41
|
Руководитель:
|
Махмудова Н.С.
|
|
|
Условиям n < 73,689 и F < 70,69 м2 удовлетворяют согласно таблице 4.12 [1, с. 215] несколько теплообменников:
одноходовый теплообменник с числом труб n = 62, наружный диаметр кожуха D=325 мм;
двухходовый теплообменник с числом труб на один ход трубного пространства n =50 (общее число труб 100), внутренний диаметр кожуха D=400 мм;
четырёхходовый теплообменник с числом труб на один ход трубного пространства n =51,5 (общее число труб 206), внутренний диаметр кожуха D=600 мм;
Шестиходовый теплообменник, диаметром 600 мм с числом труб на один ход трубного пространства n = 32,67 (общее число труб 196).
Вариант №1 Шестиходовый теплообменник
Коэффициент теплоотдачи для смеси
Уточняем значение для критерия Re2:
|
Изм.
|
Лист
|
№ Документа
|
Дата
|
Подп.
|
5321400 – «НГКСТ»
| Лист |
Выполнил:
|
Садуллаев С.А.
|
|
|
42
|
Руководитель:
|
Махмудова Н.С.
|
|
|
К ритерий Прандтля для смеси при t2 = 63 0С:
Нахождение коэффициента теплопроводности смеси при t2 = 63 0С
коэффициенты теплопроводности бензола и толуола при t2 = 63 0С (рис. X) [1, с. 561]
|
Изм.
|
Лист
|
№ Документа
|
Дата
|
Подп.
|
5321400 – «НГКСТ»
| Лист |
Выполнил:
|
Садуллаев С.А.
|
|
|
43
|
Руководитель:
|
Махмудова Н.С.
|
|
|
К ритерий Нуссельта для смеси:
Отношение принято равным 1,01 (с последующей проверкой).
Таким образом, коэффициент теплоотдачи:
|
Изм.
|
Лист
|
№ Документа
|
Дата
|
Подп.
|
5321400 – «НГКСТ»
| Лист |
Выполнил:
|
Садуллаев С.А.
|
|
|
44
|
Руководитель:
|
Махмудова Н.С.
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи при конденсации водяного пара на пучке горизонтальных труб
Р асчет осуществляем приближенно (без учета влияния поперечных перегородок) по формуле:
α1 = αср =
Известно, что G1 = 0,295 кг/с и n = 196, поэтому использую зависимость:
α1=2,02·ε·Bt·(n/C)1/3·L1/3
Где ε – коэффициент, для шахматного расположения труб в пучке и при числе рядов труб по вертикали nB = 14 (табл. 4.12) ε = 0,62 (рис. 4.7), Вt = 1105 (табл. 4.6), [1, с. 162].
Задаем длину труб (по табл. 4.12) L = 2 м. Получаем:
α1=12 075,87 Вт/м2·К
Коэффициент теплопередачи
Принимаем тепловую проводимость загрязнений со стороны греющего пара со стороны смеси (табл. XXXI) [1, с. 531].
|
Изм.
|
Лист
|
№ Документа
|
Дата
|
Подп.
|
5321400 – «НГКСТ»
| Лист |
Выполнил:
|
Садуллаев С.А.
|
|
|
45
|
Руководитель:
|
Махмудова Н.С.
|
|
|
Коэффициент теплопроводности стали (табл. XXVIII), [1, с. 529].
λст = 46,5 Вт/(м·К)
Термическое сопротивление стенки и загрязнений определяются по формуле:
=257 Вт/м2 К
Коэффициент теплопередачи равен:
K= 637 Вт/м2
Поверхностная плотность теплового потока равна:
|
Изм.
|
Лист
|
№ Документа
|
Дата
|
Подп.
|
5321400 – «НГКСТ»
| Лист |
Выполнил:
|
Садуллаев С.А.
|
|
|
46
|
Руководитель:
|
Махмудова Н.С.
|
|
|
Проверим принятое значение
Для этого определим
tcт 2 = t2 + Δt2 = 63 + 51,4 = 114,4 0С
|
Изм.
|
Лист
|
№ Документа
|
Дата
|
Подп.
|
|
Do'stlaringiz bilan baham: |
