Расчетная часть.
1. Тепловая схема и основные параметры.
Определим расход теплоты и расход рассола. Примем индекс «1» для горячего теплоносителя (диэтилового эфира), индекс «2»- для холодного теплоносителя –рассола.
Предварительно найдем среднюю температуру рассола :
(1)
где
-
средняя температура рассола;
-
температура рассола на входе в
теплообменник;
-
температура рассола на выходе из
теплообменника;
Подставим
исходные данные в формулу(1)
,
:
Определим среднюю разность температур при противотоке.
Предварительно найдем большую и меньшую разности температур на концах теплообменника. Рассчитаем разность температур на входе эфира в теплообменник, учитывая противоточный характер движения сред:
;
(2)
где
-
большая разность температур на входе
эфира в теплообменник;
- температура эфира на входе в теплообменник;
- температура рассола на выходе из теплообменника;
Подставим исходные данные в формулу(2) = 23 оС, = -10 оС:
Рассчитаем разность температур на выходе эфира из теплообменника, учитывая противоточный характер движения сред:
;
(3)
где
-
меньшая разность температур на выходе
эфира из теплообменника;
-
температура эфира на выходе из
теплообменника;
-
температура рассола на входе в
теплообменник;
Подставим
исходные данные в формулу(3)
,
Формула для расчета средней разности температур при противотоке:
=
;
(4)
где - средняя разность температур при противотоке;
Подставим
расчетные данные в формулу (4)
=
С
учетом потерь холода в размере
расход теплоты:
расход рассола:
,
где
и
-
удельные теплоёмкости
эфира и рассола
при их средних температурах
и
(табличные
данные).
Объёмные расходы эфира и рассола:
;
,
где
и
-
плотность эфира и рассола соответственно
(табличные данные).
Наметим варианты теплообменных аппаратов
Для
этого определим ориентировочно значение
площади поверхности теплообмена, полагая
по
таблице, приняв его таким же, как и при
теплообмене от жидкости к жидкости для
углеводородов и масел:
,
Из
величины
следует, что
проектируемый холодильник может быть:
а) элементным, т.е. составленным из
нескольких кожухотрубных аппаратов
меньшей площади, соединённых
последовательно; б) одиночным кожухотрубным
аппаратом; в)теплообменник типа «труба
в трубе».
Для обеспечения интенсивного теплообмена попытаемся подобрать аппарат с турбулентным режимом течения теплоносителей. Рассол направим в трубное пространство, так как он даёт загрязнения, эфир - в межтрубное пространство.
В
теплообменных трубах 25×2 мм холодильников
по ГОСТ 15120-79 скорость течения рассола
при
>10000 должна
быть более
,
где
-
вязкость рассола при
.
Проходное сечение трубного пространства при этом должно быть менее
