Кожухотрубчатые теплообменники

 

3.6 Расчёт гидравлического сопротивления  теплообменника

Гидравлическое сопротивление  в трубном пространстве ∆p_тр рассчитываем по формуле:

∆p_тр= λ∙L∙z∙w²_тр∙ρ_тр/2d +[2,5(z-1)+2z]∙w²_тр∙ρ_тр/2+3 w²тр.ш∙ρ_тр/2    (3.17)

Скорость хлорбезола рассчитывается по формуле:

w_тр=4∙G_С∙z/(π∙d²_вн∙n∙ρ_С)         (3.18)

Отсюда скорость будет равна:

w_тр=4∙6,5∙6/(3,14∙0,016²∙316∙830,4) = 0,739 м/с.

Коэффициент трения в трубах рассчитывается по формуле:

λ = 0,25{lg[e/3,7+(6,81/Re_тр)0,9]}^-2,       (3.19)

где е = Δ/d_вн─ относительная шероховатость труб; Δ ─ высота выступов шероховатостей е = 0,0002/0,016 = 0,0125.

Отсюда коэффициент трения будет равен:

λ = 0,25{lg[0,0125/3,7+ (6,81/25273,28)^0,9]}^-2= 0,0434.

Скорость хлорбезола в штуцерах рассчитывается по формуле:

w_шт= 4∙G_С/(π∙d_шт²∙ρ_С)        (3.20)

Отсюда скорость раствора в штуцерах будет равна:

w_шт=4∙6,5/(3,14∙0,1²∙830,4) = 0,997 м/с.

Гидравлическое сопротивление  в трубном пространстве:

∆p_тр=0,0434∙3∙6∙0,739²∙830,4/(0,016∙2)+[2,5(6-1)+2∙6]∙0,739²∙830,4/2+ 3∙830,4∙0,997²/2 = 17864,5Па.

Результаты гидравлического расчета  кожухотрубчатого конденсатора сведены  в таблицу 3.6.

Таблица 3.6 ─ Результаты гидравлического  расчета

λ	wтр, м/с	wтр.шт, м/с	Δpтр, Па
0,0434	0,739	0,997	17864,5

 

Заключение

В данной курсовой работе произведены  теплотехнический, конструктивный и  гидравлический расчеты теплообменников. На основании этих данных было подобрано следующее оборудование для проведения процесса охлаждения пара хлорбезола и его конденсации: вертикальный холодильник и горизонтальный конденсатор.

В вертикальный одноходовой холодильник  с параметрами:

— диаметр кожуха 1000 мм;

— число труб 747;

— длина труб 1 м;

— поверхность теплообмена 58,67 м2.

поступает пар хлорбезола (массовый расход равен 2,92 кг/с) при атмосферном давлении. Там он охлаждается со 160 °С до 110,8 °С. Охлаждающим теплоносителем служит воздух (давление 0,15 МПа, массовый расход 5,9кг/с). Который нагревается с 25 °С до 60 °С. Тепловая нагрузка со стороны хлорбезола равна 219920,85 Вт, а со стороны воздуха — 208924,8 Вт.

Конденсация паров хлорбезола производится в горизонтальном конденсаторе с параметрами:

— диаметр кожуха 600 мм;

— число труб 316;

— длина труб 3 м;

— число ходов 6;

— поверхность теплообмена 60 м2.

Охлаждающим теплоносителем служит толуол (давление 0,5 МПа, массовый расход 6,5 кг/с), который нагревается с 20 °С до 95 °С. Тепловая нагрузка со стороны паров хлорбезола равна 1057130,52 Вт, со стороны хлорбезола 1004274 Вт.

 

Список использованных литературных источников

1. Касаткин А. Г. Основные процессы  и аппараты химической технологии. –М.: Химия, 1973.

2. Основные процессы и аппараты  химической технологии. Пособие по проектированию. Под ред. Ю. И. Дытнерского.– М.: Химия, 1991.

3. К. Ф. Павлов, П. Г. Романков, А. А. Носков. Примеры и задачи  по курсу процессов и аппаратов  химической технологии. – Л.: Химия, 1970.

4. Калишук Д.Г., Протасов С.К., Марков  В.А. Процессы и аппараты химической технологии. Методические указания к курсовому проектированию по одноименной дисциплине для студентов очного и заочного обучения. – Мн: Ротапринт БГТУ, 1992.

5. Гельперин Н. И. Основные  процессы и аппараты химической  технологии М.: Химия, 1981. Т. 1. 384 с.

6. Плановский А. Н., Рамм В.  М., Каган С. 3. Процессы и аппараты  химической технологии М.: Химия, 1967 848 с