книги из ГПНТБ / Сарданашвили А.Г. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа учеб. пособие для студентов нефт. спец. вузов
.pdfгде F —^поверхность |
теплообмена, |
м2; |
|
К—1_коэффициент |
теплопередачи, ккал/(м2-ч |
'; |
|
тс р — средняя логарифмическая |
разность температур, °С. |
||
|
Коэффициент |
теплопередачи |
|
К |
определяют |
расчетом 11, |
2, |
4, |
||||||||||
8, 9] или принимают на основании практических данных. Для |
пучка |
|||||||||||||||||
оребренных труб |
К (в ккал/м2-ч-град) |
может |
быть |
рассчитан |
(на |
|||||||||||||
единицу |
гладкой |
поверхности |
трубы) |
по формуле: |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К ~ |
1 |
/ _ в _ \ |
|
/ |
в |
|
\ |
/ |
в |
\ |
/ст |
J |
_ |
|
( 6 7 ) |
|
|
|
^ |
+ \Ч3, |
+ |
\ |
Ч |
ы |
+ \ |
|
ь |
)s,+ |
f ' f l n p |
|
|
|||
где |
аг |
— коэффициент теплоотдачи со стороны охлаждаемого продукта, |
ккал/(мг- |
|||||||||||||||
|
|
• |
ч-град); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^—j |
|
— тепловое |
|
сопротивление |
|
внутреннего |
сдоя |
загрязнений, |
||||||||||
|
|
(мг-ч-град)/ккал; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
— тепловое |
сопротивление |
металла |
стенки |
трубы, |
|
(м2-ч-град)/ккал; |
|
|||||||||
( — ) |
|
— тепловое сопротивление наружного слоя загрязнений, |
(м2-ч-град)/ккал; |
|||||||||||||||
\ * |
з.н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ст |
— поверхность стенки гладкой трубы (по ее наружному |
диаметру),^прихо |
||||||||||||||||
|
f |
д я щ а я с я |
на |
1 м длины трубы, |
м2/м; |
трубы, м2/м; |
|
|
|
|
||||||||
|
— наружная |
поверхность |
1 м оребренной |
|
|
|
|
|||||||||||
апр |
— приведенный |
коэффициент |
теплоотдачи, |
ккал/(м2-ч-град). |
|
|
||||||||||||
|
Для гладких труб К |
(в ккал/м2-ч-град) |
|
определяют по формуле: |
||||||||||||||
к = і |
гтт |
П~\—Гм |
г |
<68> |
^ + |
( ^ ) , В |
+ ( Н + Ы , Н |
+ ^ |
|
где Oj — коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха, ккал/(м2 |
-ч-град). |
|||
В приближенных расчетах теплообменников, холодильников, конденсаторов-холодильников коэффициент теплопередачи можно брать по практическим данным в зависимости от температурного режима работы аппарата и потоков продукта, поступающих в аппа рат. Значения коэффициента теплопередачи даны в Приложениях 42, 43. В Приложениях 43, 44 дана характеристика теплообменных' аппаратов.
Необходимое число типовых теплообменников высчитывают по формуле:
F
где F —- рассчитанная поверхность теплообмена, м2;
Fx — поверхность теплообмена одного стандартного теплообменника, м*.
Средняя разность температур в случае противотока и прямотока
(логарифмическая) |
выражается уравнением (тс р , °С): |
|
AfB — А/ н |
где Д^в , Д<„ — высшая |
и низшая разности температур между потоками у кон |
цов теплообменного аппарата, °С.
Наибольшая разность температур,°С
Рис. 32. График для определения средней разности температур.
Когда отношение наибольшей разности температур к наимень шей меньше или равно 2, среднюю разность температур можно рас считать как среднюю арифметическую величину по формуле:
|
|
*ср — |
2 |
|
Кроме |
того, |
среднюю разность |
температур можно |
определить |
по графику (рис. 32). |
|
|
||
Пример. |
1. |
В теплообменном аппарате противотоком |
движутся |
|
два теплоносителя. Горячий охлаждается с 275 до 120 °С, холодный нагревается от 70 до 160 °С. Определить среднюю разность темпетур V
Решение. Схема теплообмена следующая:
|
|
|
Горячий |
поток |
|
|
/ х |
= |
275 °С |
|
»- / „ = |
120 °С |
|
|
|
|
Холодный |
поток |
|
|
t3 |
= |
160 °С |
~* |
/ 4 |
= 70 °С |
|
Мв = 275 — 160 = |
115 °С |
Д*„ = 120 — 70 = |
50 'С |
|||
Среднюю разность |
температур |
определяют по |
формуле: |
|||
Параметр Р
Рис. 33. Поправочный коэффициент е для определения средней логарифмической разности температур в случае перекрестного потока.
При перекрестном или смешанном токе среднюю логарифмиче скую разность температур определяют по формуле:
|
|
Тер = |
Є^ср.прот |
|
(69) |
где |
е — поправочный |
коэффициент, |
учитывающий отличие |
перекрестного |
и |
|
смешанного |
токов от противото:а |
|
|
|
Тер. прот — средняя логарифмическая разность температур для |
противотока, |
°С. |
|||
Коэффициент 8 определяют по таблицам и графикам в зависи мости от параметров Р и R:
t—t- |
п |
|
R |
' н - ' к |
|
= 17=17 |
(70) |
где / н , |
tn — начальная |
и |
конечная |
температуры |
холодного |
теплоносителя, |
°С; |
/н, |
— начальная |
и |
конечная |
температуры |
горячего |
теплоносителя, |
°С. |
Значение є |
при перекрестном токе определяют по графику на |
рис. 33, а при |
смешанном токе — по рис. 34. |
Пример 2. Определить среднюю логарифмическую разность температур для перекрестного и смешанного токов. Горячий тепло носитель охлаждается от 180 до 70 °С, холодный нагревается от 20 до 60 °С.
I
|
|
|
|
Що* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
§- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 34. Поправочный коэффициент |
g°>s |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
е. |
для определения средней лога- |
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
рифмической разности |
температур |
'5 |
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Д Л Я Т е П Л О О б м е Н Н И К О В С О Д Н И М Х О Д О М |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
в |
корпусе |
и двумя и более ходами |
^ |
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
трубном |
пространстве |
(смешанный |
Ъ05 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
поток). |
|
^- |
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,Ь |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
|
|
|
|
|
|
|
Параметр |
Р |
|
|
|
||
Решение. |
Определяют т с р |
для |
противотока: |
|
|
||||||
|
|
|
|
Тср = |
|
120 — 50 |
== 80 °С |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
1 2 0 |
|
|
||
Подсчитывают |
значения |
Р |
и |
R |
по формуле |
(70): |
|||||
|
|
Р |
= |
60 — 20 |
|
|
|
|
180 — 70 |
|
|
|
|
180 — 20 = |
0,25; |
|
Я = |
6 0 _ 2 0 |
= 2 , 7 5 |
||||
По рис. 33 находят е = |
0,85, |
тогда |
по формуле |
(69) для перекре |
|||||||
стного |
тока: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т с р |
= |
0,85-80 = |
68 °С |
|
|
||
По |
рис. |
34 |
определяют |
є = |
0,9, |
тогда для |
смешанного тока |
||||
т с р =• 73,8 °С. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Типовой расчет холодильников и конденсаторов-холодильников
Тепловая нагрузка. Для конденсаторов-холодильников в отли чие от холодильников при расчете тепловой нагрузки (Q, ккал/ч) надо учитывать тепло конденсации как нефтяных, так и водяных паров. Составляют тепловой баланс:
конденсатора-холодильника
Q = G a ( l \ - / £ ) + G B . n [ С в п & |
- 1 3 ) + / в . п + с в ( * , - = |
(71) |
= GBCB(tb |
— tt) |
|
холодильника
Q = G H ( / £ - / * ) = G B C B ( / 6 - * 4 ) |
( 72) |
где GH , G B - n , |
GB |
— количество нефтяных и водяных паров и воды, кг/ч; |
|
|||||||
|
/ " |
— энтальпия |
паров нефтепродукта |
при температуре |
входа в |
|||||
|
|
конденсатор-холодильник, |
ккал/кг; |
|
|
|
||||
|
|
— энтальпия жидкого нефтепродукта |
при температуре |
выхода |
||||||
С в п |
из конденсатора-холодильника, |
ккал/кг; |
|
|
||||||
— теплоемкость |
водяных |
паров, |
|
равная |
приблизительно |
|||||
tt, |
t2 |
0,48 |
ккал/(кг-град); |
|
|
|
|
|
||
— начальная |
и конечная температура |
продукта, °С; |
|
|||||||
|
t3 |
— температура |
конденсации |
водяных |
паров, |
°С; |
|
|||
ti, |
tb |
— начальная |
и конечная температура |
воды, °С; |
|
|||||
/ в . п — теплота конденсации |
водяного пара, ккал/кг; |
Св — теплоемкость воды, |
ккал/(кг-град). |
Количество воды, необходимой для охлаждения, определяют по формуле:
|
Q |
|
(73) |
|
|
|
|
При выборе |
конечной температуры нагрева воды в холодильни |
||
ках и конденсаторах-холодильниках |
следует учитывать, |
что осаж |
|
дение солей из |
обычной охлаждающей |
воды начинается |
при темпе |
ратуре 65 °С. Так как обычно температура воды на поверхности трубы на 10—12 °С выше, чем температура всего потока воды, ре комендуется принимать температуру воды на выходе из холодиль
ников и конденсаторов-холодильников |
не выше |
55 °С. |
|
|
|
|||||||||
Поверхность охлаждения определяют аналогично поверхности |
||||||||||||||
охлаждения |
теплообменников. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Пример |
3. Нефть |
в |
количестве |
65 ООО кг/ч |
(df |
= |
0,845) |
посту |
||||||
пает |
в теплообменники |
с температурой |
30 °С, |
где |
нагревается |
за |
||||||||
счет |
тепла |
19 ООО кг/ч |
керосинового |
дистиллята |
(d%° = |
0,834), |
на |
|||||||
чальная температура |
которого tH |
= |
265 °С, конечная |
гк |
= |
100 °С. |
||||||||
Определить поверхность теплообмена, приняв к. п. д. теплообмен-
ного |
аппарата |
0,95. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение. |
Находят |
энтальпию |
потоков |
(см. Приложения |
28, 29): |
||||||||
/ ж = |
13,51 |
ккал/кг; |
/ ж 5 |
— 147,6 |
ккал/кг; |
/ ж 0 = |
48,4 |
ккал/кг. |
|||||
Составляют |
тепловой |
баланс |
аппарата |
по формуле |
(65): |
|
|||||||
|
|
|
О к ( / 2 |
ж 6 5 - / Г о о ) ^ О н ( / ж - / 3 Ж о ) |
|
|
|
||||||
|
|
19 000(147,6 —48,4) 0,95 = |
65 000 ( / ж — 13,51) |
|
|
||||||||
Откуда (см. Приложения |
28, |
29) |
/ ж |
= |
41 ккал/кг. |
Этой |
энтальпии |
||||||
соответствует |
температура ~8 6 °С. |
|
|
|
|
|
|
||||||
Выбираем |
противоточную |
схему |
теплообмена: |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
Керосин |
100 °С |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
265 °С |
|
|
|
|
|
|||
Нефть
86 °С *• |
30 °С |
Д * в = 179 °С |
Д*н = 70 °С |
Находим среднюю разность температур:
179— 70
-179 • = 116 °С
2,3 I g ^ -
Тепло, отдаваемое горячим потоком, составляет:
Q = 19 000(147,6 — 48,4) = 1 884 000 ккал/ч
Учитывая показатели работы заводских теплообменников (см. Приложения 42, 43), принимают общий коэффициент теплопере дачи К = 70 ккал/(м2-ч-град). Необходимая поверхность теплооб мена равна по формуле (66):
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 884 000 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
F = |
= |
70-116 |
= 2 3 2 |
м |
2 |
|
|
|
|
|
||
|
Пример |
4. |
Определить |
расход |
воды |
|
в |
конденсаторе-холодиль |
||||||||||||
нике, в который |
поступает 37 500 кг/ч нефтяных |
паров (df |
= |
0,785) |
||||||||||||||||
и |
937,5 |
кг/ч |
|
водяных |
паров. |
Давление |
наверху |
колонны |
||||||||||||
900 мм рт. ст., температура |
120 °С. Температура |
продукта |
на вы |
|||||||||||||||||
ходе |
из холодильника |
43 °С. Вода |
нагревается |
от 25 до 40 °С. |
||||||||||||||||
= |
Решение. |
Находят |
(см. Приложения |
28—31) |
энтальпию: |
/|"2 0 = |
||||||||||||||
135,5 ккал/кг; |
I™ = |
20,3 |
ккал/кг. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Тепло, |
отдаваемое |
нефтяными |
парами: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
Q„ = 37 500 (135,5 — 20,3) = 4 320000 |
ккал/ч |
|
|
||||||||||||
Тепло, |
отдаваемое |
водяными |
парами: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Qe.n — Ов.п ( ^120 — ^ в ' а ) |
|
|
|
|
|
|||||||
где |
/ " 2 0 |
— энтальпия |
водяных |
паров при 120 °С, |
ккал/кг; |
|
|
|
||||||||||||
|
tt |
|
— температура продукта |
на выходе из холодильника, °С. |
|
|
||||||||||||||
|
Энтальпию |
перегретого водяного пара |
|
при заданных давлении Р |
||||||||||||||||
и температуре t можно найти по Приложению |
27 либо подсчитать |
|||||||||||||||||||
по |
приближенной |
формуле: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
/ = 606,5 + 0,305*г + |
0,5 (/ — У |
ккал/кг |
|
|
|
|||||||||
где |
t |
— температура |
перегретого |
водяного |
пара, °С; |
|
|
|
|
|||||||||||
|
tz |
— температура |
насыщенного |
Е О Д Я Н О Г О |
пара |
при заданном давлении, С С . |
||||||||||||||
|
Для определения "температуры насыщенного |
в о д я н о г о |
пара |
|||||||||||||||||
необходимо |
знать |
парциальное давление |
водяных |
паров: |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рв.п = |
Ру'в,п |
|
|
|
|
|
|
|
||
Молекулярный |
вес бензиновой фракции |
находят по формуле (17): |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
44,29-0,790 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
= |
1,03 — 0,790 = |
1 |
4 6 |
|
|
|
|
|
|||
Плотность бензиновой фракции по формуле (2):
d i | = 0,785 + 0,005 = 0,790
Число молей нефтяных паров:
|
|
|
|
|
М |
_ |
Зі- |
|
3 |
7 5 0 0 |
_ 0*7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ми |
= |
|
146 |
~ Z C " |
|
|
|
Число |
молей |
водяных |
паров: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
/ V B . n — |
|
|
™ 18 ~ о |
г |
|
|
||||
Мольная |
доля |
водяных |
паров: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
NE,n |
|
|
52 |
|
|
|
||
|
|
|
У в |
п |
= |
NBM |
+ Ntt |
- |
52 - f 257 = |
° ' 1 |
6 8 |
|
|||
Парциальное давление |
водяных |
паров: |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
Рв.п = 900-0,168 |
= |
151 мм рт. ст. |
|
|||||||||
По |
графику (см. Приложение |
6) находят |
температуру насыще |
||||||||||||
ния tz |
^ |
60 °С, тогда |
энтальпия |
нефтяных паров при 120 °С: |
|||||||||||
|
|
/ п 2 0 |
= 606,5 + |
305-60 + |
0,5 (120 - |
60) = |
654,8 |
ккал/кг |
|||||||
Тепло, |
|
отдаваемое |
|
водяными |
парами: |
|
|
|
|||||||
|
|
|
QB.II = |
|
937,5 (654,8 - |
1-43) = |
573 562 |
ккал/ч |
|||||||
Полное |
количество |
|
тепла: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Q = |
Qa + Q B . n |
= |
4 320 000 + |
573 562 ^ 4 894 000 |
ккал/ч |
||||||||
Расход |
|
воды по формуле (73): |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
GB |
Q |
|
|
|
4 894 000 |
|
326 000 кг/ч д* 326 |
м3/ч |
|||||
|
|
= и |
t |
= |
4 о _ 2 5 |
|
= |
||||||||
|
|
|
Аппараты |
воздушного |
охлаждения |
||||||||||
Внедрение |
аппаратов |
воздушного охлаждения |
[ 1 , 11], в кото |
||||||||||||
рых теплообмен осуществляется в результате обтекания секций из оребренных труб потоком воздуха, движущимся с большой ско
ростью, позволяет |
избежать огромного |
расхода |
воды |
и связанных |
|
с ним капитальных |
и эксплуатационных |
затрат |
на очистные |
соору |
|
жения, градирни, насосные, сети водопроводов. Имеет |
также |
боль |
|||
шое значение резкое уменьшение сброса |
загрязненных |
сточных вод |
|||
в реки и водоемы. Использование аппаратов воздушного охлажде ния позволяет модернизировать действующие установки, повысить их производительность, снизить трудоемкость и стоимость ремонт ных работ, потери нефтепродуктов.
Основные показатели работы аппаратов воздушного охлаждения
на некоторых заводах даны в Приложении 45. |
В настоящее |
время |
|
выпускают воздушные холодильники с поверхностью 850, |
1250, |
||
1800, |
2500, 3550 и до 7500 м2. Длина труб от 4 |
до 8 м; число |
рядов |
труб: |
4, 6, 8*. |
|
|
В основу расчета воздушных конденсаторов и холодильников
воздушного охлаждения |
положены |
следующие соотношения: |
|||
|
|
|
Q = О В С р в д / в |
|
|
|
|
|
о |
|
( 7 4 > |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F = |
ср |
|
где Q — количество отнимаемого |
тепла, |
ккал/ч; |
|
||
GB |
— расход воздуха, кг/ч; |
|
|
|
|
Срв |
— удельная теплоемкость |
воздуха, |
ккал/(кг-град); |
||
AtB |
— разность температур |
воздуха на выходе и входе в аппарат, ° С ; |
|||
F — внешняя теплопередающая поверхность труб, ж2 ; |
|||||
К |
— общий коэффициент теплопередачи, |
ккал/(м2-ч-град); |
|||
т с р |
— среднелогарифмическая |
разность температур охлаждаемого продукта |
|||
ивоздуха, °С.
Взависимости от требуемой точности расчет воздушных конден саторов и холодильников можно вести двумя методами. Первый метод позволяет упрощенно определить основные размеры этих аппаратов; второй — более точно произвести требуемые расчеты аппаратов. При расчете по первому методу принимают значения температуры воздуха, скорости его прохождения через пучок и об щего коэффициента теплопередачи. Можно рекомендовать следую
щую |
последовательность упрощенного расчета. |
1. |
Определяют количество отводимого тепла (Q, ккал/ч). |
2. Задаются желаемым повышением температуры воздуха (А/в , °С), которое равно разности температур воздуха на выходе из аппа рата и входе в него.
3. Вычисляют среднюю |
логарифмическую |
разность температур |
||
( \ Р . |
°С)- |
теплопередачи (К, |
ккал/м1-ч-град) |
вы |
4. |
Общий коэффициент |
|||
числяют по формулам (67) и (68) или берут, исходя из практических данных.
5.Определяют внешнюю поверхность теплообмена гладких труб (F, м2). Задаваясь диаметром трубы и ее длиной, определяют по верхность одной трубы и число труб.
6.Вычисляют расход воздуха из уравнения теплового баланса
холодильника. Затем, определив плотность воздуха при его началь ной температуре, находят расход воздуха (GB, кг/ч):
|
0 Н ( ^ - / 9 = О В ( С ; Ґ 3 - С ^ 4 ) |
( 7 5 ) |
* Б а б и ц к и й |
И . Ф., В и х м а н Г. Л . , В о л ь ф с о н |
С И . Расчет |
и конструирование |
аппаратуры нефтеперерабатывающих заводов,М., «Недра», |
|
1965. См. с. 8 7 9 — 8 9 4 .
где |
GH |
— количество |
охлаждаемого |
нефтепродукта, |
кг/ч; |
|
|
||||
If^, |
|
— энтальпия |
нефтепродукта |
соответственно |
при температурах |
входа |
|||||
|
|
(tlt |
°С) и выхода |
(tt, °С) из холодильника, |
ккал/кг; |
|
|
||||
|
Ga |
— расход |
воздуха, |
кг/ч; |
|
|
|
|
|
||
Ср, |
Ср — средние |
теплоемкости (при постоянном |
давлении) |
воздуха |
соответ |
||||||
|
|
ственно при его конечной |
и начальной |
температурах (см. |
Приложе |
||||||
|
|
ние |
17), |
ккал/(кг-град); |
|
|
|
|
|
||
*з> ^4 ~ соответственно конечная и начальная температура |
воздуха, °С. |
||||||||||
Плотность воздуха |
(рв , кг/м3) |
при |
его начальной температуре |
||||
ts и Рв = |
760 мм рт. ст. может быть определена |
из Приложения 20 |
|||||
или |
из |
равенства: |
|
|
|
|
|
|
|
|
Р в _ |
р0Т0 |
1,293-273 |
|
|
|
|
|
^ |
_ ^ + |
2 7 3 |
|
|
где р в |
— плотность воздуха |
при нормальных |
условиях, |
кг/м3. |
|||
7. По объему расходуемого воздуха с учетом существующей производительности вентиляторов выбирают вентилятор по ката логу.
8. Определяют расход электроэнергии (N3, кет) для вентилято ра по формуле:
|
|
|
^ э ~~ 36,72г|104 |
|
где VB |
— производительность |
вентилятора, |
м3/ч; |
|
Д Р |
— напор, |
создаваемый |
вентилятором, |
кГ/мг; |
т) |
— к.п.д. |
вентилятора |
(принимается равным 0,62—0,65). |
|
Напор, развиваемый вентилятором, можно определить по ка талогу* в соответствии с выбранным вентилятором или определить по формуле:
|
|
|
|
ДР = 0,99 -у |
и\ |
т |
I - р - J |
Re-0 -2 4 |
|
|
|
|||
где yt |
— удельный |
вес воздуха |
при его начальной |
температуре, |
кГ/м3; |
|
||||||||
g |
— ускорение |
силы тяжести, |
м/сек2; |
труб, м/сек; |
|
|
|
|||||||
и„ — скорость |
воздуха в узком сечении пучка |
|
|
|
||||||||||
т — число горизонтальных |
рядов в пучке; |
|
|
|
|
|
||||||||
S |
— шаг |
ребер, м; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
D — наружный диаметр труб, м; |
|
|
|
|
|
трубы D. |
||||||||
Re — критерий |
Рейнольдса, отнесенный к наружному диаметру |
|||||||||||||
При |
подборе |
электродвигателя |
расчетную |
мощность |
необходи |
|||||||||
мо увеличить на 10% — на случай его возможных |
перегрузок. |
|||||||||||||
Пример. |
Рассчитать |
горизонтальный воздушный |
холодильник, |
|||||||||||
предназначенный |
для охлаждения |
14 440 кг/ч |
нефтепродукта |
плот |
||||||||||
ностью d|° = |
0,740 с 120 до 40 °С. Начальная |
температура воздуха |
||||||||||||
(сухого) |
25 °С, |
конечная |
|
60 °С. |
Коэффициент |
теплопередачи |
для |
|||||||
оребренной |
поверхности |
/С = |
180 |
ккал/(м2-ч-град). |
|
|
|
|||||||
* Р ы б к и н С. А. Вентиляционные установки машиностроительных за водов. М., Машгиз, 1960.
Решение. Тепловая |
нагрузка |
аппарата,! г.1 |
е. тепло, отдаваемое |
|||
нефтепродуктом |
при охлаждении |
от 120 до 40 °С, составляет: |
||||
Q = GH ( / " 2 0 — |
= 14 400 (138,6 — 19,4) = |
1 716 480 |
ккал/ч |
|||
Энтальпию нефтепродукта |
при 120 и 40 °С ^находим |
по таблицам |
||||
(см. Приложения |
28—31): / п 2 0 |
= |
138,6 ккал/кг; |
1?я = |
19,4 ккал/кг. |
|
Среднелогарифмическая разность температур охлаждаемого про дукта и воздуха:
1ср — |
60—15 |
32 °С |
60 |
||
|
2,31g-T5 |
|
Поверхность теплообмена |
холодильника по формуле (66): |
|
1 716 480 |
F ~ |
180-32 = 2 9 6 м |
Принимают [12] трубы длиной 6 м, диаметром 0,042 м и вычисляют поверхность одной трубы (гладкой):
Fl = nDl = 3,14-0,042-6= 0,792 ж2
Число труб:
F |
296 |
п ~ Fx |
~ 0,792 ~ 3 7 4 |
Расход воздуха (GB, кг/ч) определяютji3 теплового баланса аппа рата (75):
|
с |
н |
(1?2о |
— 7 4 о ) |
= ° в |
(СР(З |
— |
|
CP(<L) |
|
|
|
|
||
т. е.: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Значения |
теплоемкости |
при температурах |
t3 |
и t4 |
находят |
в |
При |
||||||||
ложении 17. |
Тепловая |
нагрузка |
аппарата^найдена |
ранее |
и |
равна |
|||||||||
Q = 1 716 480 ккая/ч, |
следовательно: |
|
|
~* |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
1 716480 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
° в _ |
0,24-60 — 0,240-25 ~ |
1 8 |
2 |
6 0 |
4 |
КФ |
|
|
|
|||||
Плотность |
воздуха |
равна: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
1,293-273 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Р |
в "° |
25 + |
273 = |
' |
к |
г |
' М |
|
|
|
|
|
|
Объемный |
расход |
воздуха |
в |
1 сек: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
GB |
|
182 604 |
|
|
|
з |
|
|
|
|
||
|
V b |
~ |
3600ра = |
3600-1,18 —4 |
|
6 |
м Ъ 1 с е к |
|
|
|
|||||
Зная объем расходуемого воздуха, по каталогу подбирают вен тилятор.