1.10. Поверхня теплопередачі.
Кількість теплообмінників з поверхнею теплообміну 46,0 м2 для забезпечення необхідної поверхні:
Вибираємо 1 теплообмінник з поверхнею теплообміну 46,0 м2 і довжиною труб 4,0 м [8]
Загальна поверхня теплообміну складає: 1∙ 46,0 = 46,0 м2
Запас поверхні теплообміну становить:
Додаткові розміри теплообмінника.
Довжина труб 4,0 м;
Кількість теплообмінників 1 шт.
По ГОСТ 15122-69 вибираємо розміри теплообмінника:
Таблиця 2
Зовнішній діаметр кожуха |
412 мм |
Тиск Ру, |
1,6 МПа |
Ɩ |
4000 мм |
L, не більше |
4790 мм |
Ɩo |
2000 мм |
А |
3550 мм |
Dу |
150 мм |
Dуі |
150 мм |
≈ Dк |
576 мм |
H/2 |
363 мм |
h |
352 мм |
Ɩ1 |
610 мм |
Ɩ2 |
800 мм |
Ɩ3 |
250 мм |
Число перегородок |
14 |
Ɩк |
1000 мм |
2. Гідравлічний розрахунок.
Метою розрахунку є визначення величини опору, який вноситься теплообмінником у систему трубопроводів та визначення потужності насосів для переміщення теплоносіїв. Для проходу крізь теплообмінний апарат теплоносії повинні подаватись під деяким надлишковим тиском для того, щоб подолати надлишковий опір апарату.
2.1 Визначення швидкості рідин у штуцерах.
Згідно ГОСТ 15122 – 79 умовні прохідні діаметри штуцерів трубного Dy1 та міжтрубного Dy2 простору.
Dy1= 150 мм
Dy2= 150 мм
Швидкість води у штуцерах трубного простору
Швидкість ізопропанолу у штуцерах міжтрубного простору.
2.2 Визначення гідравлічного опору трубного простору.
Гідравлічний опір трубного простору складається з опору тертя, який пропорційний довжині труб, місцевих опорів та втрат на підйом рідини.
Для трубного простору маємо такі місцеві опори: [3, с.69]
ξтр1=1,5 - вхідна та вихідна камери
ξтр3=1,0 - вхід труби та вихід з них
Для визначення гідравлічного опору трубного простору необхідно обчислити коефіцієнт тертя λтр. Попередньо визначимо середню абсолютну шорсткість сталевих труб е = 0,2 мм. [2, с.502] Відносна шорсткість при цьому буде рівна:
Для визначення коефіцієнта тертя скористаємось аналітичною залежністю
Враховуючи те, що в трубному просторі потік z разів проходить по трубах довжиною Ɩ, та (z-1) разів повертає на 180о (де z – число ходів по трубах). Оскільки апарат КТ – 1В вертикальний, то слід враховувати втрати напору на підйом (L = 4970 мм). Для визначення гідравлічного опору трубного простору одного апарату скористаємося формулою
2.3 Визначення гідравлічного опору міжтрубного простору.
Коефіцієнти місцевих опорів потоку, який рухається в міжтрубному просторі: [3, с.69]
ξмт1=1,5 - вхід та вихід рідини
ξмт2= 1,5 - поворот на 180о через сегментну перегородку
ξмт3= 3*m/ Re20,2 – опір пучка труб потоку, який рухається перпендикулярно трубам,
де m – число рядів пучка в напрямку руху. Це число визначається в залежності від загального числа труб n
Приймаємо m = 8. Тоді:
Враховуючи, що в міжтрубному просторі потік перетинає пучок труб (х+1) разів, та х разів робить поворот на 180о через сегментну перегородку (де х – число сегментних перегородок).
