ПР2. Цель работы определить тип кожухотрубчатого теплообменного аппарата. Исходные данные
![]()
|
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: Определяем количество передаваемого тепла, при охлаждении продукта: ![]() где G – массовый расход, кг/с; с – теплоемкость, Дж/кг∙К; ![]() Gпр=40 т/ч=11,1 кг/с Определяем расход охлаждающей воды из теплового баланса по формуле: ![]() ![]() Определяем средний температурный напор: ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() 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; Уточняем значение скорости и критерия Рейнольдса: Действительная скорость движения по трубам: ![]() Критерий Рейнольдса: ![]() Рассчитаем коэффициент теплоотдачи и коэффициент теплопередачи: Критерий Прандтля продукта: ![]() Критерий Нуссельта продукта: ![]() Коэффициент теплоотдачи продукта: ![]() Коэффициент теплопередачи в теплообменном аппарате: ![]() Определяем требуемую поверхность теплообмена, с учетом уточненного коэффициента К: ![]() 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. 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 %). |