Расчет кипятильника
Для обогрева кипятильника будем использовать насыщенный водяной пар, имеющий следующие физико-химические характеристики:
t1 – температура конденсации: 104,2 °С
r1 – удельная теплота конденсации: 2249 кДж/кг
P – давление 0,12 МПа
Для определения тепловой нагрузки кипятильника рассчитывается тепловой баланс ректификационной колонны:
Расход пара на ректификацию:
Средняя разность температур:
°С
Примем ориентировочное значение коэффициента теплопередачи К = 1400 Вт/(м·К), тогда значение поверхности теплообмена составит:
Площадь поверхности, близкую к ориентировочной, имеет стандартный аппарат с параметрами: D = 600мм, d = 25x2мм, z = 1, n = 257, l = 4 м и F=81 м2.
Расчет холодильника кубового остатка
В холодильник подается поток кубового остатка с температурой 82,17 °С, который охлаждается до 30°С. Охлаждающий агент – вода, начальная температура воды на входе в холодильник tН = 10°С, в процессе теплопередачи вода нагревается до конечной температуры tК = 25°С.
|
Исходные данные | ||
|
Величина |
Значение |
Размерность |
|
Теплопроводность теплоносителя в трубах |
0,59 |
Вт/(м ∙ К) |
|
Плотность теплоносителя в трубах |
970 |
кг/м3 |
|
Вязкость теплоносителя в трубах |
0,000349 |
Па∙с |
|
Теплоемкость теплоносителя в трубах |
4180 |
Дж/(кг ∙ К) |
|
Коэффициент объемного расширения |
0,00064 |
1/К |
|
Массовый расход теплоносителя в трубах |
1,841 |
кг/с |
|
Теплопроводность теплоносителя в межтрубном пр–ве |
0,0845 |
Вт/(м ∙ К) |
|
Вязкость теплоносителя в межтрубном пр–ве |
0,000456 |
Па∙с |
|
Теплоемкость теплоносителя в межтрубном пр–ве |
876,42 |
Дж/(кг ∙ К) |
|
Массовый расход теплоносителя в межтрубном пр–ве |
2,524 |
кг/с |
|
Среднелогарифмическая разность температур |
35,4 |
˚С |
|
Сумма термических сопротивлений стенки труб и загрязнений |
0,0006321 |
м2 ∙К/Вт |
|
Тепловая нагрузка |
115400 |
Вт |
|
Наружный диаметр труб |
0,020 |
м |
|
Число ходов по трубному пространству |
2 |
шт. |
|
Коэффициент, учитывающий снижение средней движущей силы при смешанном токе |
0,877 |
– |
|
Число труб |
90 |
шт. |
|
Площадь наиболее узкого сечения потока в межтрубном пр–ве |
0,011 |
м2 |
|
Результаты расчета холодильника кубового остатка на компьютере | ||
|
Коэффициент теплоотдачи в трубном пространстве |
1628,18 |
Вт/(м2 ∙ К) |
|
Коэффициент теплоотдачи в межтрубном пространстве |
447,33 |
Вт/(м2 ∙ К) |
|
Коэффициент теплопередачи |
287,21 |
Вт/(м2 ∙ К) |
|
Число Re в трубном пространстве |
9328,4 |
– |
|
Число Re в межтрубном пространстве |
10063,8 |
– |
|
Поверхность теплообмена |
12,94 |
м2 |
Расчет подогревателя потока питания
Поток поступает в подогреватель с температурой 20°С и выходит при температуре кипения – 78,55°С.
Для нагревания потока питания будем использовать насыщенный водяной пар давлением 0,12 МПа.
|
Исходные данные | ||
|
Величина |
Значение |
Размерность |
|
Теплопроводность конденсата |
0,523 |
Вт/(м ∙ К) |
|
Плотность конденсата |
955 |
кг/м3 |
|
Удельная теплота конденсации |
2249000 |
Дж/кг |
|
Вязкость конденсата |
0,000273 |
Па∙с |
|
Расход пара |
0,111 |
кг/с |
|
Теплопроводность жидкости в трубах |
0,0854 |
Вт/(м ∙ К) |
|
Вязкость жидкости в трубах |
0,000437 |
Па∙с |
|
Теплоемкость жидкости в трубах |
850,25 |
Дж/(кг ∙ К) |
|
Среднелогарифмическая разность температур |
49,3 |
˚С |
|
Сумма термических сопротивлений стенки труб и загрязнений |
0,0003878 |
м2 ∙К/Вт |
|
Расход жидкости |
5 |
кг/с |
|
Тип теплообменника |
Вертикальный | |
|
Наружный диаметр труб |
0,025 |
м |
|
Число ходов по трубному пространству |
2 |
шт. |
|
Общее число труб |
240 |
шт. |
|
Высота труб |
3 |
м |
|
Результаты расчета подогревателя на компьютере | ||
|
Коэффициент теплоотдачи в трубном пространстве |
148,84 |
Вт/(м2 ∙ К) |
|
Коэффициент теплоотдачи в межтрубном пространстве |
11174,23 |
Вт/(м2 ∙ К) |
|
Коэффициент теплопередачи |
138,97 |
Вт/(м2 ∙ К) |
|
Число Re в трубном пространстве |
5780,9 |
– |
|
Поверхность теплообмена |
36,44 |
м2 |