Расчет кожухотрубчатого теплообменного аппарата
Приближённый и уточнённый расчёт технологический расчёт кожухотрубчатого теплообменного аппарата. Физические свойства насыщенного пара и бензола. Расчет поверхности теплопередачи и расхода греющего пара. Выбор нормализованного теплообменного аппарата.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 22.01.2015 |
| Размер файла | 329,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Задание. В трубном пространстве кипятильника при атмосферном давлении испаряется G, кг/ч рабочей среды. Насыщенный водяной пар конденсируется в межтрубном пространстве на наружной поверхности труб при абсолютном давлении Р, Па. Определить необходимую поверхность теплопередачи и расход греющего пара. Подобрать нормализованный теплообменный аппарат.
1) Рабочая среда - бутанол
2) Согласно вариантам из таблицы
Таблица 1 Известные данные
|
G•10-3, кг/ч |
Р•10-5, Па |
|
|
5 |
3.2 |
3) Согласно справочным данным [1]
Таблица 2 Физические свойства насыщенного водяного пара
|
Т1, 0С |
µ1, Па•с |
с1, кг/м3 |
r1, Дж/кг |
л1, Вт/(м•К) |
Р, кгс/см2 |
|
|
134.1 |
0.000205 |
931.2 |
216322 |
0.6856 |
2.8301 |
Таблица 3 Физические свойства бензола
|
Т2, 0С |
µ2, Па•с |
с2, кг/м3 |
r2, Дж/кг |
л2, Вт/(м•К) |
С2, Дж/(кг•К) |
у2•103, Н/м |
G, кг/c |
|
|
117.4 |
0.000406 |
810 |
589863 |
0.133 |
1719.75 |
16.24 |
1.39 |
Содержание
Введение
1.Технологический расчёт оборудования
1.1 Приближённый расчёт
1.2 Уточнённый расчёт
2. Выбор теплообменного аппарата
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Кожухотрубчатые теплообменные аппараты могут использоваться в качестве теплообменников, холодильников, испарителей и конденсаторов. Теплообменники предназначены для нагрева и охлаждения. [2]
В зависимости от способа передачи тепла различают две основные группы теплообменников:
1) Поверхностные теплообменники, в которых перенос тепла между обменивающимися теплом средами происходит через разделяющую их поверхность теплообмена.
2) Теплообменники смешения, в которых тепло пере-дается от одной среды к другой при их непосредственном соприкосновении.
В химической технологии применяются теплообменники, изготовлен-ные из самых различных металлов (углеродистых и легированных сталей, меди, титана, тантала и др.), а также из неметаллических материалов, например графита, тефлона и др. Выбор материала диктуется в основном его коррозионной стойкостью и теплопроводностью, причем конструкция теплообменного аппарата существенно зависит от свойств выбранного материала.
Конструкции теплообменников должны отличаться простотой, удоб-ством монтажа и ремонта. В ряде случаев конструкция теплообменника должна обеспечивать возможно меньшее загрязнение поверхности тепло-обмена и быть легко доступной для осмотра и очистки.[3]
теплопередача кожухотрубчатый технологический
1. Технологический расчёт оборудования
1.1 Приближенный расчёт испарителя
Тепловую нагрузку рассчитаем по формуле (1)
, (1)
де D - расход рабочей среды, ;
r2 - теплота парообразования бензола, .
Расход греющего пара вычислим по формуле (2)
(2)
где r1 - теплота конденсации насыщенного водяного пара, .
Среднюю разность температур найдём по формуле (3)
ДTср=T1 - T2 ,(3)
где Т1 - температура конденсации насыщенного водяного пара, 0С;
Т2 - температура кипения бензола, 0С.
ДTср=134.1 - 117.4= 16.70С
В соответствии с табличными данными примем ориентировочное значение коэффициента теплопередачи [2]
Кор= 1500 Вт/(м2•К)
Тогда ориентировочное значение требуемой поверхности теплообмена рассчитаем по формуле (4)
В соответствии со справочными данными, поверхность, близкую к ориентировочной, может иметь испаритель: [2]
- Dкожуха = 600 мм;
- dтруб = 252 мм;
- n = 257;
- l = 2м;
- F = 40 м2.
1.2 Уточнённый расчёт испарителя
Коэффициент теплопередачи от пара, конденсирующегося на наружной поверхности, определяется по формуле (5)
где - коэффициент теплопроводности насыщенного водяного
пара,
с1- плотность насыщенного пара, ;
µ1 - динамическая вязкость водяного насыщенного пара, Па•с;
q - тепловая нагрузка,
H - высота трубы, м.
Коэффициент теплопередачи к кипящей в трубах жидкости определяется по формуле (6)
где коэффициент теплопроводности бензола,
с2- плотность бензола, ;
сп - плотность паров над кипящей жидкостью, ;
сп0 - плотность паров при атмосферном давлении, ;
у2 - поверхностное натяжение, ;
r2 - теплота парообразования бензола, ;
С2 - теплоёмкость бензола,
µ1 - динамическая вязкость бензола, Па•с.
Из основного уравнения теплопередачи (7) и уравнения для коэффициента теплопередачи (8) следует уравнение (9)
q= (T1 - T2)•F = ДTср•F (7)
где - толщина трубы, м.
Ориентировочное значение удельной тепловой нагрузки рассчитаем по формуле (10)
Коэффициент А определим по формуле (11)
Коэффициент В вычислим по формуле (12)
Сумму термических сопротивлений стенки и загрязнений найдём по формуле (13)
где дст - толщина стальной трубы, м;
rз - теплопроводность загрязнения стенок,
лст - коэффициент теплопроводности стали,
Подставляя в уравнение (9) формулы (5) и (6) получим уравнение относительно неизвестного удельного теплового потока (14)
Примем значение q2=40000. Тогда получим значение F(q2)
Значение q3 рассчитаем по формуле (15)
Следовательно, получим значение
Тогда поверхность теплообмена вычислим по формуле (16)
2. Выбор теплообменного аппарата
Используя каталог теплообменных аппаратов, был выбран теплообменный аппарат - испаритель типа ИП [4]
Рисунок 1 Испаритель типа ИП 1 -- кожух испарителя; 2-- пучок трубный U-образный; 3 -- стяжка; 4 -- решетка трубная; 5 -- крышка распределительной камеры; 6 -- опора; Ду 200 мм -- для монтажа пучка; Ду 40 мм -- для регулятора уровня; Ду4 -- выход остатка продукта; Ду 50 -- дренаж; Ду3 -- вход жидкого продукта; Ду2 -- выход пара или жидкости; Ду2 -- вход пара или жидкости; Ду 15 мм -- для манометра; Ду1 -- выход паров продукта; Ду 80 мм -- для предохранительного клапана; Ду50 мм -- для указателя уровня
Заключение
В рамках данной семестровой работы осуществилось ознакомление с устройством кожухотрубчатых теплообменных аппаратов, способами передачи тепла от нагретых тел и поверхностей, методами расчёта теплообменного оборудования. Также был проведён расчёт индивидуального теплообменника, рассчитана поверхность теплообмена и выбран по каталогу соответствующий теплообменный аппарат.
Список использованной литературы
1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии / Под ред. П.Г. Романкова - 10-ое издание, перераб. и доп. - Л.: Химия, 1987. - 576 с.
2. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. Под ред. Ю.И. Дытнерского, 2-ое издание, перераб. и доп. - М.: Химия, 1991. - 496 с.
3. А.Г. Касаткин. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1971. - 784 с.
4. Каталог выпускаемого оборудования ОАО «УТС-Туймазыхиммаш». - 2-е изд., перераб. и доп. - Туймазы, 2002.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение тепловой нагрузки аппарата, расхода пара и температуры его насыщения, режима теплообменника. Выбор конструкции аппарата и материалов для его изготовления. Подсчет расходов на приобретение, монтаж и эксплуатацию теплообменного аппарата.
курсовая работа [544,4 K], добавлен 28.04.2015Механический расчет элементов конструкции теплообменного аппарата. Определение коэффициента теплопередачи бойлера-аккумулятора. Расчет патрубков, толщины стенки аппарата, днищ и крышек, изоляции аппарата. Контрольно-измерительные и регулирующие приборы.
курсовая работа [218,3 K], добавлен 28.04.2016Расчет кожухотрубчатого теплообменника, средней разницы температур между теплоносителями, объемного и массового расхода теплоносителя, тепловой нагрузки на аппарат, массового и объемного расхода хладагента. Теплофизические свойства теплоносителей.
контрольная работа [342,0 K], добавлен 08.10.2008Классификация теплообменных аппаратов. Проведение поверочного теплового и гидравлического расчётов нормализованного кожухотрубного теплообменного аппарата, предназначенного для охлаждения масла водой с заданной начальной и конечной температурой.
контрольная работа [64,1 K], добавлен 16.03.2012Механический и гидравлический расчет элементов конструкции теплообменного аппарата. Определение внутреннего диаметра корпуса, коэффициента теплопередачи и диаметров патрубков. Расчет линейного сопротивления трения и местных сопротивлений для воды.
курсовая работа [183,2 K], добавлен 15.12.2015Тепловой конструктивный, компоновочный, гидравлический и прочностной расчёты горизонтального кожухотрубного теплообменного аппарата. Тепловые и основные конструктивные характеристики теплообменного аппарата, гидравлические потери по ходу водяного тракта.
курсовая работа [120,4 K], добавлен 16.02.2011Математическая модель рекуперативного теплообменного аппарата. Теплофизические свойства и расчёт параметров горячего и холодного теплоносителей, гидравлический и аэродинамический, тепловой расчёты. Эскизная компоновка, интенсификация теплообменника.
курсовая работа [251,7 K], добавлен 20.04.2011Методика и критерии подбора спирального теплообменника, который необходим при производстве виноградного сока. Расчет теплообменного аппарата: определение необходимой поверхности теплопередачи, выбор типа аппарата и нормализованного варианта конструкции.
курсовая работа [25,7 K], добавлен 21.03.2011Технологический расчет кожухотрубчатого теплообменного аппарата для установки АВТ. Определение начальной температуры нефти и выбор теплообменника. Расчет гидравлического сопротивления. Описание схемы работы аппарата. Схема контроля и регулирования.
курсовая работа [624,1 K], добавлен 11.03.2011Проектирование теплообменного аппарата: расчет диаметров штуцеров, выбор конструктивных материалов для изготовления устройства и крепежных элементов, определение величины различных участков трубопроводов, подбор насоса, оценка напора при перекачке молока.
курсовая работа [471,5 K], добавлен 16.07.2011Сущность процесса передачи энергии в форме тепла, виды теплообменных аппаратов. Подбор теплообменного аппарата на базе расчетных данных. Ход процесса охлаждения жидкости с заданным расходом, если исходными материалами являются ацетон и скважинная вода.
курсовая работа [202,5 K], добавлен 20.03.2011Расчет вертикального теплообменного аппарата с жесткой трубной решеткой, который применяют для нагрева и охлаждения жидкостей и газов, а также для испарения и конденсации теплоносителей в различных технологических процессах. Расчет местных сопротивлений.
курсовая работа [212,3 K], добавлен 17.06.2011Преимущества и недостатки спиральных теплообменников. Температурный режим аппарата. Средняя разность температур теплоносителей. Тепловая нагрузка аппарата. Массовый расход воды. Уточнённый расчёт теплообменного аппарата. Тепловое сопротивление стенки.
курсовая работа [43,8 K], добавлен 14.06.2012Конструкторский расчет рекуперативного кожухотрубного вертикального теплообменника, определение эскизной площади поверхности теплообмена. Компоновка трубного пучка и межтрубного пространства. Гидравлический и прочностной расчет теплообменного аппарата.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 27.12.2013Методика теплового расчета подогревателя. Определение температурного напора и тепловой нагрузки. Расчет греющего пара, коэффициента наполнения трубного пучка, скоростных и тепловых показателей, гидравлического сопротивления. Прочностной расчет деталей.
курсовая работа [64,6 K], добавлен 05.04.2010Проектирование кожухотрубчатого теплообменного аппарата с компенсатором на корпусе. Расчет на прочность и геометрические размеры цилиндрической обечайки, торосферических крышек, труб, трубной решетки, компенсатора, кожухов, фланцевых соединений аппарата.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 13.06.2014Расчет ориентировочной поверхности теплопередачи. Выбор теплообменного аппарата. Уточненный расчет и коэффициентов теплоотдачи в секции водяного охлаждения, в рассольной секции. Необходимая поверхность теплопередачи и гидравлические сопротивления.
курсовая работа [78,8 K], добавлен 21.07.2008Разработка технологии сварки обечайки корпуса теплообменного аппарата для атомных электростанций. Анализ и выбор способа изготовления с учетом особенностей свариваемости стали 09Х18Н10Т. Описание электронно-лучевой сварки. Выбор сварочного оборудования.
курсовая работа [615,9 K], добавлен 14.03.2010Предварительный расчет теплообменного аппарата и определение площадей теплообмена. Выбор геометрии трубы и определение конструктивных параметров АВОМ. Поверочный тепловой и гидравлический расчет аппарата. Расчет конструктивных элементов теплообменника.
курсовая работа [578,0 K], добавлен 15.02.2012Материальные и тепловые расчеты. Расчет изоляции и обечайки аппарата. Расчет теплообменника на прочность. Проверка прочности, устойчивости и крепления труб. Расчет фланцевых соединений. Строповые устройства и опоры. Расчет теплообменного аппарата.
курсовая работа [256,3 K], добавлен 12.10.2012
