Температурный напор на пленке конденсата
∆t = tк-tст.1=80,1-59,9= 22,20С
Физические параметры конденсата бензола при средней температуре
tбcр=(80,1+57,9)2/2=690C
ρ=826кг/м3; λ=0,114ккал/м*часК; μ= 0,358сП [3]
Коэффициент теплоотдачи от бензола к трубкам
альфак = 1,154√rρ2λ33600/(μ*1,02*10 – 4*∆t*Н) =
=1,154√94,5*8262*0,11433600/(0,358*1,02*10-4*22,2*1) =
= 928,1ккал/м2часК
Удельный тепловой поток от бензола к стенке
q1=альфак(tк-tcт.1) = 928,1(80,1-57,9)=20604ккал/м2час
3.3. Термическое сопротивление при теплоотдаче к воде (остается таким же, как и в предварительном расчете)
Rв = (R + 1/альфав) = 0,001494м2часК/ккал
Удельный тепловой поток к воде
q2=(tcт.1--tв)/Rв =(57,9-27,2) / 0,001494=20549 ккал/м2часК
Т.к. q1≈q2, то тепловой расчет выполнен достаточно точно.
Итак, q=20550ккал/м2час.
Необходимая поверхность теплообмена
F=Q/q = 94500/20550 = 4,6м2
5. По таблице №7 (Приложение) принимаем четырехходовой теплообменник с диаметром корпуса 400мм, с общим количеством трубок n=100 (n1=25 – количество трубок в одном ходе), с поверхностью теплообмена F = 7м2; с высотой трубок 1000мм и с трубками d25/d21мм.
6. Эскизный проект рассчитанного четырёхходового вертикального кожухотрубчатого теплообменника привести на чертеже.
Для размещения трубок на трубной доске и при определении шага между трубками использовать рекомендации, приведенные в курсовой работе №1.
Диаметр патрубка для паров бензола рассчитать при скорости паров Wпб = 20-25м/с и при плотности паров бензола равной 2,7кг/м3.
Диаметр патрубка для жидкого бензола рассчитать при скорости жидкости равной Wб = 1-2м/с и при плотности бензола на линии насыщения равной 825кг/м3.
Патрубки для подвода и отвода охлаждающей воды рассчитать при скорости движения воды равной 5-7м/с и при плотности воды 1000кг/м3.
На эскизе теплообменного аппарата указать направления движения теплоносителей и изобразить разделительные стенки в крышках теплообменника.
Курсовая работа №4
Тепловой и компоновочный расчёты спирального теплообменника
Задание. Произвести тепловой и компоновочный расчеты спирального теплообменника для конденсации насыщенного пара бензола с расходом Gб=1000кг/час при атмосферном давлении.
Жидкий бензол отводится при температуре конденсации насыщенных паров. Охлаждающий агент - вода с начальной температурой –tв1=220С и конечной –tв11=320C. Термическое сопротивление поверхности теплообмена со стороны бензола – 0,0001м2час*К/ккал, а со стороны воды - 0,0007м2*час*К/ккал. Температура кипения бензола при атмосферном давлении tк=80,10С, а скрытая теплота парообразования бензола – r=94,5ккал/кг.
Решение.
1. Определяем основные параметры спирального теплообменника.
Больший температурный напор ∆tб = tк - tв1 = 80,1-22 = 58,10С
Меньший температурный напор ∆tм = tк - tв11 = 80,1-32 = 48,10С
Среднелогарифмический напор
∆t=(∆tб - ∆tм)/ℓn(∆tб/∆tм) = (58,1-48,1)/ℓп(58,1/48,1)=52,90С
Средняя температура охлаждающей воды
tв = tк - ∆t=80,1 - 52,9 = 27,20С
Тепловая нагрузка (теплопроизводительность )
Q=Gбr =1000*94,5=94500ккал/час=94500*427*9,81/3600 =
=109958Вт ≈ 110кВт
Здесь:
r = 94,5ккал/кг - скрытая теплота парообразования бензола при атмосферном давлении;
Gб = 1000кг/час – массовый расход бензола (задано).
Массовый расход охлаждающей воды
Gв =Q/cр(tв11-tв1) =94500/(1*(32-22)) = 9450кг/час.
Здесь ср= 1ккал/кг*К – теплоёмкость воды при средней температуре tв=27,20С.
2. Тепловой расчет спирального теплообменника.
Дата: 2018-12-28, просмотров: 359.
