Косолапова КП. Гбпоу нхтк курсовой проект тема курсового проекта
Скачать 0.81 Mb.
|
2.2 Гидралический расчет основного аппарата Коэффициенты местных сопротивлений потоку, движущемуся в трубном пространстве: ξтр1 = 1,5 – входная и выходная камеры; ξтр2 = 2,5 – поворот между ходами; ξтр3 = 1,0 – вход в трубы и выход из них. Местное сопротивление на входе в распределительную камеру и на выходе из нее следует рассчитывать по скорости жидкости в штуцерах. Диаметры штуцеров нормализованных кожухотрубчатых теплообменников приведены в справочнике. Коэффициенты местных сопротивлений потоку, движущемуся в межтрубном пространстве: ξмтр1 = 1,5 – входная и выход жидкости; ξмтр2 = 1,5 – поворот через сегментную перегородку; ξмтр3 = 3m/Reмтр0,2 – сопротивление пучка труб, где Reмтр = Gмтр*dН/Gмтр* мтр; m – число рядов труб, которое приближенно можно определить следующим образом. Общее число труб при их размещении по вершинам равносторонних треугольников равно N = 3а + За2, (20) где а – число огибающих трубы шестиугольников (в плане трубной доски). Число труб в диагонали шестиугольников b можно определить, решив квадратное уравнение относительно : b=2 +1=2 (21) Число рядов труб омываемых теплоносителем в межтрубном пространстве, приближенно можно принять равным 0,b: . (22) Сопротивление входа и выхода следует также определять по скорости жидкости в штуцерах, диаметры условных проходов которых приведены в справочнике Число сегментных перегородок зависит от длины и диаметра аппарата. Для нормализованных теплообменников эти числа приведены в справочнике. Скорость жидкости в трубах = , (20) где Gтр - расход воды, кг/с; - внутренний диаметр трубок, м; -общее число труб, шт; z - число ходов, шт; - плотность воды, кг/м3. Коэффициент трения рассчитывается по формуле: λ =0,25 , (21) где e = – относительная шероховатость труб; Δ – высота выступов шероховатостей (в расчётах можно принять Δ=0,2*10-3 м). Reтр - критерий Рейнольдса для трубного пространства; dв - внутренний диаметр трубок, м; λ=0,25 4. Диаметр штуцеров к распределительной камере dтр.ш=0,150 м, скорость в штуцерах , (22) где G2 - расход воды, кг/с; - площадь сечения штуцера, м; - протность воды, кг/м3. . В трубном пространстве следующие местные сопротивления: вход в камеру и выход из нее, 6 поворотов на 180º(Y) и 2 раза вход в трубы и выход из них. Гидравлическое сопротивление трубного пространства равно (23) где z – число ходов по трубам; x – число сегментных перегородок; m – число рядов труб, преодолеваемых потоком теплоносителя в межтрубном пространстве. L - длина труб, м; - скорость в трубах, ; - скорость в трубных штуцерах, ; - протность воды, кг/м3. * . Число рядов труб, омываемых водой в межтрубном пространстве, m =22,7; округлим в большую сторону: m 23. Число сегментных перегородок х=14. Диаметр штуцеров к кожуху dмтр.ш=0,200м скорость пара в штуцерах , (24) где G1 - расход метанола, кг/с; - наружный диаметр трубок, м; - плотность метанола, кг/м3. . Скорость пара в наиболее узком сечении межтрубного пространства площадью Sмтр=0,145 м2, равна , (25) где Gмтр - расход метанола, кг/с; - плотность метанола, кг/м3. – самое узкое сечение межтрубного пространства, м2. . В межтрубном пространстве следующие местные сопротивления: вход и выход жидкости через штуцера, 14 поворотов через сегментные перегородки (по их числу х=14) и 15 сопротивлений трубного пучка при его поперечном обтекании (х+1). В соответствии с формулой сопротивление межтрубного пространства равно , (26) где x – число сегментных перегородок; m – число рядов труб, преодолеваемых потоком теплоносителя в межтрубном пространстве; - скорость в межтрубном пространстве, ; - скорость в межтрубных штуцерах, ; - протность метанола, кг/м3; Reмтр - критерий Рейнольдса в межтрубном пространстве. . Рассчитан кожухотрубчатый теплообменник для охлаждения и конденсации паров метилового спирта. Заключение Рассчитан кожухотрубчатый испаритель для конденсации и охлаждения паров метилового спирта Параметры кожухотрубчатого теплообменника: площадь поверхности теплообмена FIk=893м2; запас по поверхности теплообмена Δ =1,47%; диаметр кожуха D=1200мм; число ходов z=6; трубы 20*2 мм; длина труб L=9,0м; число труб n= ; тепловая нагрузка Ԛ = 11870526 КВт; масса МIk=18900 кг; Параметры воды (трубное пространство) расход G2 = 141кг/с; температура на входе=20 С; температура на выходе= 40 С; гидравлическое сопротивление воды ; Параметры паров метанола (межтрубное пространство) гидравлическое сопротивление пара метанола : ; температура на входе =65; температура на выходе =30. Используемая литература Баранов Д.А. Процессы и аппараты химической технологии: Учебное пособие , 2-е изд. 2019 Федоров А.Ф. Контроль и регулирование параметров технологического процесса .-М: "Профобразование", 2017 УМО РФ Романков П.Г. Массообменные процессы химической технологии.-М:"Химиздат", 2017 гриф Фролов В.Ф." Лекции по курсу «Процессы и аппараты химической технологии» [Электронный ресурс].-М: "Химиздат", 2017. Министерство образования РФ А.Н. Остриков [и др.] Процессы и аппараты (основы механики жидкости и газа) [Электронный ресурс] : практикум. Воронежский государственный университет инженерных технологий, 2018 Овчинников В.В. Основы проектирования технологических процессов (1-е изд.) учебник 106117671 2019 Учебное пособие. Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии (примеры и задачи) [Электронный ресурс].-М: "Химиздат", 2017 Министерство образования РФ. Приложение А Технологическая схема узла производства метанола Приложение Б Общий вид кожухотрубчатого теплообменника с линзовым компенсатором |