- •Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева
- •Часть 2. Расчёт и подбор теплообменного аппарата
- •Содержание
- •Исходные данные
- •Ориентировочный расчёт Средние температуры теплоносителей и средняя движущая сила процесса теплопередачи.
- •Тепловая нагрузка теплообменного аппарата и расход теплагента.
- •Ориентировочные значения коэффициента теплопередачи.
- •Ориентировочная площадь поверхности теплопередачи. Кожухотрубчатый теплообменник.
- •Вязкость
- •Теплопередача
- •Теплопередача
- •Список литературы
Теплопередача
Тепловая проводимость загрязнений стенок
- со стороны водяного пара
[2, табл. XXXI],
- со стороны органической жидкости
[2, табл. XXXI].
Теплопроводность стальной стенки трубок
теплообменника:
(для углеродистой стали) [2, табл. XXVIII].
Коэффициент теплопередачи:
.
Расчётная поверхность теплопередачи:
.
Запас по площади поверхности теплопередачи:
,
следовательно, теплообменник не подходит.
Выберем из [5, с. 57, табл. 2.9] кожухотрубчатый
конденсатор с площадью поверхности
теплопередачи, превышающей расчётное
значение
не менее чем на 10%, но не более чем на
30%, то есть, лежащей в интервале от
до
.
Выбран теплообменник:
Диаметр кожуха D, мм |
Диаметр труб d, мм |
Число ходов k |
Общее число труб N |
Число труб на ход n |
Длина труб L, м |
Поверхность FТО, м2 |
Масса mТО, кг |
800 |
25×2 |
4 |
404 |
101 |
4 |
127 |
3950 |
Итерация II
Теплоотдача в межтрубном пространстве
Вертикальный теплообменник
Коэффициент теплоотдачи в межтрубном пространстве от конденсирующегося пара к стенке для вертикальных труб:
.
Теплоотдача в трубном пространстве
Эквивалентный диаметр: .
Площадь сечения трубного пространства:
.
Скорость течения хладагента в трубах:
.
Критерий Рейнольдса для хладагента:
режим развитый турбулентный.
Выбор расчётной формулы:
[2, ф-ла 4.17]:
,
где
для
[2, с.153, табл. 4.3].
Критерий Нуссельта для развитого турбулентного режима:
.
Коэффициент теплоотдачи в трубном
пространстве от стенок труб к хладагенту:
.
Теплопередача
Коэффициент теплопередачи:
.
Расчётная поверхность теплопередачи:
.
Запас по площади поверхности теплопередачи:
,
следовательно, теплообменник не подходит.
Выберем из [5, с. 57, табл. 2.9] кожухотрубчатый
конденсатор с площадью поверхности
теплопередачи, превышающей расчётное
значение
не менее чем на 10%, но не более чем на
30%, то есть, лежащей в интервале от
до
.
Выбран теплообменник:
Диаметр кожуха D, мм |
Диаметр труб d, мм |
Число ходов k |
Общее число труб N |
Число труб на ход n |
Длина труб L, м |
Поверхность FТО, м2 |
Масса mТО, кг |
800 |
25×2 |
4 |
404 |
101 |
3 |
95 |
3230 |
Итерация III
Теплоотдача в межтрубном пространстве
Вертикальный теплообменник
Коэффициент теплоотдачи в межтрубном пространстве от конденсирующегося пара к стенке для вертикальных труб не изменился:
.
Теплоотдача в трубном пространстве
Поскольку по сравнению с предыдущей итерацией изменилась лишь длина труб теплообменника, то скорость течения хладагента в трубах и критерий Рейнольдса для трубного пространства остались неизменными:
,
.
Следовательно, коэффициент теплоотдачи в трубном пространстве от стенок труб к хладагенту также останется практически неизменным:
.
Теплопередача
Коэффициент теплопередачи:
.
Расчётная поверхность теплопередачи:
.
Запас по площади поверхности теплопередачи:
,
следовательно, теплообменник подходит.
В итоге выбран кожухотрубчатый конденсатор:
Диаметр кожуха D, мм |
Диаметр труб d, мм |
Число ходов k |
Общее число труб N |
Число труб на ход n |
Длина труб L, м |
Поверхность FТО, м2 |
Масса mТО, кг |
800 |
25×2 |
4 |
404 |
101 |
3 |
95 |
3230 |
