2.3. Пластинчатые теплообменники

В пластинчатых теплообменниках поверхность теплообмена образована набором тонких штампованных гофрированных пластин. Эти аппараты могут быть разборными, полуразборными и неразборными (сварными) [2]. В таких теплообменниках несколько различных жидкостей могут проходить через разные части аппарата. При пропускании вязких жидкостей получается относительно высокий коэффициент теплопередачи, так как во многих теплообменниках пластинчатого типа хорошие условия для турбулизации потоков. Поверхность теплообмена таких аппаратов может быть до 150 м² [1].

2.4. Спиральные теплообменники

Спиральный теплообменник состоит из двух согнутых по спирали листов, образующих прямоугольные по сечению каналы. В такой конструкции ликвидированы резкие повороты потока (и соответствующие перепады давления), а также байпасирование среды. Исключены также проблемы, связанные с различным термическим расширением. Спиральные теплообменники компактны. Так, например, поверхность теплообмена в 100 м² соответствует аппарату диаметром 1 м и длиной 1,5 м [1].

2.5. Теплообменники с воздушным охлаждением

Принцип действия таких теплообменников основан на использовании в качестве охлаждающего агента атмосферного воздуха. Типичный воздушный холодильник состоит из горизонтальной секции оребрённых труб, нагнетательных камер, осевого вентилятора, его привода и различных вспомогательных приспособлений (жалюзийные вытяжные окна, защитные экраны и др.). Часто такие теплообменники применяют в сочетании с аппаратами других типов [1].

3. Расчет кожухотрубчатого теплообменника

3.1. Задание: Рассчитать и запроектировать кожухотрубчатый холодильник-конденсатор для конденсации насыщенного пара метанола. Расход метанола – 15,2 т/ч; конденсат отводить на 15 ^оC ниже температуры конденсации; охлаждение проводится оборотной водой.

3.2. Тепловой расчет холодильника-конденсатора

- расход метанола

- начальная температура метанола

- конечная температура метанола

- средняя температура метанола

Охлаждение производится оборотной водой:

- начальная температура оборотной воды

- конечная температура оборотной воды

- средняя температура оборотной воды

Теплота, затраченная на конденсацию и охлаждение спирта Q₁=G₁*r + G₁*c₁*∆t₁, где

G₁ – масса спирта, кг/с

r - удельная теплота конденсации спирта, Дж/кг

с₁ – удельная теплоёмкость спирта, Дж/кг*К

∆t₁ – разность температур конденсации и отвода.

Теплота, затраченная на нагрев хладагента Q₂=G₂*c₂*∆t, где

G₂ – масса воды, кг/с

с₂ – удельная теплоёмкость воды, Дж/кг*К

∆t₂ – разность температур в начале и в конце аппарата.

В процессе охлаждения принимает участие оборотная вода с начальной температурой 25^оC, которая поднимается в процессе работы аппарата до 50 ^оC. (∆t₂ = 25 ^оC )

(Дж/кг*К)

Согласно уравнению теплового баланса Q₁= Q₂, расход воды определим по следующей формуле: учтём, что

расход оборотной воды

тепловой эффект работы рассчитаем по формуле:

тепло на нагрев воды:

(Вт)