Министерство науки и высшего образования Российской Федерации ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого

Президента России Б.Н. Ельцина»

Химико-технологический институт

Кафедра машины и аппараты химических производств

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО ПРОЦЕССАМ И АППАРАТАМ НА ТЕМУ:

«Конденсатор пара этилового спирта»

Руководитель С.С. Пецура

Студент А.В. Хитрых

Группы Фт-320016

Екатеринбург

2025

РЕФЕРАТ

Курсовая работа содержит 23 с., 4 рис., 1 таблицу, 3 литературных источника.

КОНДЕНСАТОР, КОНДЕНСАЦИЯ, ТЕПЛООБМЕН, ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС, ОХЛАЖДАЮЩАЯ ВОДА, КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ, ПОВЕРХНОСТЬ ТЕПЛООБМЕНА, ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ, ЛИНЗОВЫЙ КОМПЕНСАТОР, ТРУБНЫЙ ПУЧОК, МЕЖТРУБНОЕ ПРОСТРАНСТВО, ЖЁСТКАЯ И НЕЖЁСТКАЯ КОНСТРУКЦИЯ, ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ.

Объект исследования: кожухотрубный конденсатор.

Цель работы: рассчитать и спроектировать конденсатор пара этилового спирта.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 5

1.1 Классификация теплообменников 5

1.2 Кожухотрубчатые теплообменники 6

1.2.1 Теплообменники не жёсткой конструкции 7

1.2.2 Теплообменники жесткой конструкции 9

1.3 Выбор типа теплообменника для расчета 10

2 РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ 11

2.1 Тепловой баланс подогревателя 11

2.2 Расчёт среднелогарифмической разности температур: 12

2.3 Выбор среды, которая движется по трубкам 13

2.5 Выбор стандартного теплообменника 13

2.6 Выбор скорости движения среды в трубках 14

2.7 Определение реального количества трубок 15

2.8 Расчёт критерия Рейнольдса 15

2.9 Расчёт критериев Прандтля и Нуссельта 16

2.10 Расчёт коэффициентов теплоотдачи в трубном и межтрубном пространстве 17

2.11 Расчёт коэффициента теплопередачи. 17

18

2.12 Уточнение коэффициента теплопередачи с учетом температуры стенки 18

2.13 Определение расчетной площади теплообменной поверхности теплообменника 19

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 22

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 23

Введение

Конденсация пара этилового спирта является важным процессом в химической промышленности, который требует использования эффективных и надежных теплообменных аппаратов. Этиловый спирт широко используется в различных отраслях, включая производство напитков, фармацевтику и химическую промышленность. В процессе его производства и переработки часто возникает необходимость конденсации паров для получения жидкого продукта.

Теплообменники играют ключевую роль в этом процессе, обеспечивая передачу тепла от паров к охлаждающей среде. Выбор правильного типа теплообменника является критически важным для обеспечения высокой эффективности и надежности процесса.

Целью данной курсовой работы является проектирование конденсатора, включающее технологический расчёт, определение теплового баланса, расчёт поверхности теплообмена и гидравлического сопротивления. В процессе выполнения работы будет проведён анализ типов теплообменного оборудования, выбрана оптимальная конструкция аппарата, рассчитан тепловой баланс, площадь поверхности теплообмена, а также определены основные параметры, включая гидравлическое сопротивление и характеристики охлаждающей воды.

Особое внимание уделяется выбору конструкции теплообменника, обеспечивающей необходимую теплопередачу при минимальных энергозатратах и допустимых условиях эксплуатации. Расчёты выполняются с учётом физико-химических свойств метанола, режимов его конденсации и параметров охлаждающей среды.