4.2.Описание технологической схемы лабораторной установки.

Узел предназначен для фасовки битума в полимерную тару, путём плавления его в реакторе с якорной мешалкой.

Загрузка в ректор – ручная. Так как в ректор с мешалкой можно загружать 2/3 объёма данного ректора, то максимальная масса битума, загружаемого за раз – 23,1 кг.

Подогрев сырья в реакторе осуществляется за счёт подачи теплоносителя в рубашку.

Теплоноситель – ПМС-100.

Объём теплоосителя в рубашке составляет 0,012

Сырьё (битум нефтяной кровельный) загружается вручную в реактор 1 в твёрдом виде. В реакторе битум плавится и перемешивается с модификаторами при температуре 250˚C под вакуумом. Модификаторы битума также загружаются вручную. Битум из реактора 1 подаётся насосом 5 в фасовочный короб 4 через теплообменник 3. Расход регулируется арматурой 2. В теплообменнике 3 продукт охлаждается до температуры фасовки - 98˚C (теплоноситель - вода).

Раздел 5. Технологический расчет теплообменника «труба в трубе»

5.1. Определение тепловой нагрузки теплообменника.

Рис 5.1 Направление потоков.

Так как производительность установки 40 кг/ч, предполагаем, что установка разгружается за 4,5 минуты. Тогда G₂ =425 кг/ч.

Уравнение теплового баланса:

(5.1)

q₁,q₁ – энтальпия воды при 20 ºС, 90 ºС

Энтальпию жидких нефтепродуктов находят по формуле Крэга: [16]

(5.2)

где a – коэф. для расчёта энтальпии жидких нефтепродуктов. [32]

(5.3)

По справочным данным для битума выбираем а = 0,00257 [32]

Для воды:

Количество передаваемой теплоты:

5.2. Определение средней разности температур.

Средний температурный напор ∆ в теплообменнике определяем по формуле Грасгофа, имея в виду, что в аппарате осуществляется противоток теплоносителей по схеме:

Δt_б=250 – 90 = 160 °С

Δt_м=98 – 20 = 78 °С

°С (5.4)

5.3.Выбор теплообменника

Для того, чтобы по действующим нормалям выбрать теплообменник «труба в трубе», следует ориентировочно определить необходимую поверхность теплообмена.

Примем на основании практических данных коэффициент теплопередачи в теплообменнике k = 290 Вт/( ). Тогда поверхность теплообмена определится по формуле:

(5.5)

По нормали ВННИНефтемаша Н382-56 [9] выбираем теплообменник с поверхностью теплообмена по наружнему диаметру внутренней трубы 1 .

Технические характеристики данного теплообменника приведены в таблице 5.1

Таблица 5.1 Технические характеристики.

Поверхность теплообмена, .	Диаметр внутренней трубы, мм.	Диаметр наружных труб, мм.	Длина наружных труб l, м.	Мпа	Мпа
3	57х4	108х4	4,5	16	10

5.4. Расчет коэффициента теплопередачи

При отсутствии оребрения и чистых поверхностях труб:

(5.6)

При отсутствии оребрения и загрязненных поверхностях труб:

(5.7)

Согласно литературным данным принимаем тепловое сопротивление загрязнений со стороны воды:

( )/Вт

Со стороны битума:

( )/Вт

Тогда:

5.5. Определение поверхности теплообмена

Рассчитаем поверхность теплообмена .

При отсутствии оребрения и загрязненных поверхностях формула имеет вид:

Необходимое число сдвоенных секций:

Z= (5.8)

С запасом принимаем Z=1