ПР2. Цель работы определить тип кожухотрубчатого теплообменного аппарата. Исходные данные

• Название: Цель работы определить тип кожухотрубчатого теплообменного аппарата. Исходные данные
• Дата: 16.06.2022
• Размер: 20.93 Kb.
• Имя файла: ПР2.docx
• Тип: Документы; #596881

Цель работы: определить тип кожухотрубчатого теплообменного аппарата.

Исходные данные:

Расход продукта – 40 т/ч

Начальная температура продукта – 100 °С

Конечная температура – 50 °С

Начальная температура воды – 20 °С

Конечная температура воды – 45 °С

Коэффициент теплоотдачи со стороны воды – 850 Вт/м² К

Методика расчета:

1. 
   Определяем количество передаваемого тепла, при охлаждении продукта:
   

где G – массовый расход, кг/с;

с – теплоемкость, Дж/кг∙К;



G_пр=40 т/ч=11,1 кг/с

2. 
   Определяем расход охлаждающей воды из теплового баланса по формуле:
   

3. 
   Определяем средний температурный напор:
   

где и – большая и меньшая разности температур на концах поверхности теплообмена.

4. 
   Определяем площадь проходного сечения одного хода:
   

Критерий Рейнольдса продукта:



где υ – средняя скорость движения жидкости в трубах, м/с; ρ – плотность, кг/м³;

μ– динамический коэффициент вязкости, Па∙с.

Минимальная скорость движения продукта по трубам:



Расчетная площадь проходного сечения одного хода:



Задались коэффициентом теплопередачи К=350 Вт/м²∙К

Предварительно рассчитанная поверхность теплообмена:



ВЫБРАН ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ:

Диаметр кожуха – 1000 мм;

Количество ходов – 4;

Длина труб – 162,3 м²;

Площадь проходного сечения одного хода – 0,0553 м²;

Площадь теплообменной поверхности – 162,3 м²;

5. 
   Уточняем значение скорости и критерия Рейнольдса:
   

Действительная скорость движения по трубам:



Критерий Рейнольдса:

6. 
   Рассчитаем коэффициент теплоотдачи и коэффициент теплопередачи:
   

Критерий Прандтля продукта:



Критерий Нуссельта продукта:



Коэффициент теплоотдачи продукта:



Коэффициент теплопередачи в теплообменном аппарате:

7. 
   Определяем требуемую поверхность теплообмена, с учетом уточненного коэффициента К:
   

8. 
   Подбираем стандартный кожухотрубчатый теплообменный аппарат:
   

Диаметр кожуха – 1000 мм;

Количество ходов – 4;

Длина труб – 4000 м²;

Площадь проходного сечения одного хода – 0,0553 м²;

Площадь теплообменной поверхности – 216,3 м².

9. 
   Определяем запас теплообменной поверхности:
   

Вывод: В ходе практической работы для расчета кожухотрубчатого теплообменного аппарата было рассчитано количество передаваемого тепла при охлаждении продукта (Q=1 831 500 Вт). Определили расход охлаждающей воды из теплового баланса (G₂=17,484 кг/с). Рассчитали требуемую поверхность теплообмена (F=201 м²) и подобрали кожухотрубчатый теплообменный аппарат для охлаждения нефтепродукта водой. Определили запас поверхности теплообмена (ѱ=7,6 %).