Кожухотрубный теплообменник для конденсации 15000 кг/ч паров четыреххлористого углерода
Область применения кожухотрубного теплообменника, его технологические (определение размеров аппарата) и гидравлические (расчет гидравлического сопротивления аппарата) расчеты. Подбор стандартного насоса для обеспечения необходимого расхода хладагента.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 04.04.2015 |
Размер файла | 146,0 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/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО «ИВАНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра процессов и аппаратов химической технологии
Курсовой проект
Тема: Кожухотрубный теплообменник для конденсации 15000 кг/ч паров четыреххлористого углерода
Выполнил Шпагилев Н.И.
Проверил Шибашов А.В.
г.Иваново 2011г.
Задание
На курсовой проект по дисциплине Процессы и аппараты химической технологии
Студенту Шпагилеву Никите Игоревичу курса _____4________ группы ___29_____
1. Тема проекта Кожухотрубный теплообменник для конденсации 15000 кг/ч паров четыреххлористого углерода.
2. Исходные данные к проекту Охлаждающий агент - вода. Начальная температура воды 20°С, конечная - 38°С. Конденсация проводится при атмосферном давлении.
3. Объем выполнения Тепловой и гидравлический расчеты аппарата; подбор нормализованных конструктивных элементов (днища, фланцы и т.д.). Подобрать стандартный насос для обеспечения необходимого расхода хладагента. Расчетно-пояснительная записка, чертеж аппарата в двух проекциях с разработкой узла.
4. Рекомендуемая литература и материала:
1. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию / Под ред. Дытнерского Ю.И. - М. : Химия, 1991 - 496 с.
2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии : Учебное пособие для вузов / 10 изд. - Л. : Химия, 1987, - 587 с.
3. Расчет и проектирование теплоизолирующего оборудования : Учебное пособие / В.Я. Лебедев, Е.П. Барулин, Т.М. Веренина. Изд. ИГХТА, Иваново, 1994 - 156 с.
4. Теплофизические свойства газов, растворителей и растворов солей: Справочник. - Составители: Е.М. Шадрина; В.Я. Лебедев; Е.В. Гусев; Н.А. Маркичев; Иван. гос. хим. - технол. ун-т. - Иваново, 2004. - 196 с.
5. Срок сдачи законченного проекта _______ 6. Дата выдачи задания_____________
7. Руководитель __________Шибашов Антон Владимирович_____________
8. Задание принял к исполнению ______________студент______________________
кожухотрубный теплообменник гидравлический насос
Аннотация
Спроектирован кожухотрубный теплообменник для конденсации 15000 кг/ч паров четыреххлористого углерода.
В проекте отмечено назначение и область применения кожухотрубного теплообменника, приведены технологические и гидравлические расчеты, подобраны нормализованные конструктивные элементы, подобран стандартный насос для обеспечения необходимого расхода хладагента. Выполнен чертеж аппарата в двух проекциях с разработкой узла.
Целью технологического расчета является определение основных размеров аппарата.
Целью гидравлического расчета является расчет гидравлического сопротивления аппарата с тем, чтобы произвести выбор стандартного насоса для организации технологического процесса.
В проекте двадцать четыре страницы, пять рисунков, две таблицы, одна спецификация. Использовалось четыре источника информации.
Содержание
Введение
1. Назначение и область применения проектируемого оборудования
2. Выбор конструкционного материала
3. Технологический расчет аппарата
4. Гидравлический расчет
5. Подбор основных конструктивных элементов
Заключение
Список литературы
Введение
Теплообменниками называются аппараты, в которых происходит теплообмен между рабочими средами независимо от их технологического или энергетического назначения (подогреватели, выпарные аппараты, конденсаторы, пастеризаторы, испарители, деаэраторы, экономайзеры и др.).
Технологическое назначение теплообменников многообразно. Обычно различаются собственно теплообменники, в которых передача тепла является основным процессом, и реакторы, в которых тепловой процесс играет вспомогательную роль.
Классификация теплообменников возможна по различным признакам.
По способу передачи тепла различаются теплообменники смешения, в которых рабочие среды непосредственно соприкасаются или перемешиваются, и поверхностные теплообменники-рекуператоры, в которых тепло передаётся через поверхность нагрева - твёрдую (металлическую) стенку, разделяющую эти среды.
По основному назначению различаются подогреватели, испарители, холодильники, конденсаторы.
В зависимости от вида рабочих сред различаются теплообменники:
а) жидкостно-жидкостные - при теплообмене между двумя жидкими средами;
б) парожидкостные - при теплообмене между паром и жидкостью (паровые подогреватели, конденсаторы);
в) газожидкостные - при теплообмене между газом и жидкостью (холодильники для воздуха) и др.
По тепловому режиму различаются теплообменники периодического действия, в которых наблюдается нестационарный тепловой процесс, и непрерывного действия с установившимся во времени процессом.
Многотрубный кожухотрубчатый теплообменник представляет собой пучок трубок, помещенных в цилиндрическую камеру (кожух); таким образом, внутренность камеры является межтрубным пространством. Трубки ввальцованы в трубные решетки, ограничивающие камеру со всех сторон. К трубным решеткам крепятся распределительные коробки с патрубками для впуска рабочей жидкости, протекающей внутри трубок. Камера снабжена также патрубками для подвода и отвода второго рабочего тела.
Трубки латунные, медные или стальные применяются диаметром от 10 мм и выше; трубки имеют большие диаметры при вязких или загрязненных жидкостях.
Для помещения в кожухе большей поверхности теплообмена и получения большего коэффициента теплоотдачи выгоднее применять трубки меньшего диаметра.
Трубные решетки могут быть наглухо приварены или приклёпаны к корпусу, одна из решеток может быть не соединена с камерой. В этом случае уплотнение достигается резиновым кольцом, зажимающим щель между корпусом и решеткой.
Кожух теплообменника обычно стальной, цилиндрический. Иногда для обеспечения свободы температурного расширения кожуха и трубок на кожухе устраивают компенсатор.
Для осуществления длительной работоспособности в процессе эксплуатации при обработке среды, загрязненной или выделяющей отложения на стенках аппарата, необходимо производить периодические осмотры и очистку поверхностей.
Аппараты должны обладать достаточной прочностью и иметь возможно малые габаритные размеры. При конструировании необходимо находить оптимальные решения, учитывающие требования обеспечения возможности разборки рабочей части аппарата и герметичности системы каналов, возможно высоких коэффициентов теплопередачи за счет повышения скорости движения рабочей среды при минимальных гидравлических потерях в аппарате.
В химических производствах до 70% теплообменных аппаратов применяют для сред жидкость -- жидкость и пар -- жидкость при давлении до 1 МПа и температуре до 200 °С. Для указанных условий разработаны и серийно изготовлены теплообменные аппараты общего назначения кожухотрубчатого и спирального типов. В последнее время получают распространение пластинчатые теплообменные аппараты общего назначения. Одним из преимуществ трубчатых теплообменных аппаратов является простота конструкции.
Удельная металлоемкость кожухотрубчатых аппаратов в 2 -- 3 раза больше металлоемкости новых пластинчатых аппаратов.
Конденсация пара может быть осуществлена путем охлаждения пара или путем охлаждения и сжатия одновременно. По способу охлаждения различаю конденсаторы смешения и поверхностные конденсаторы.
В конденсаторах смешения пар непосредственно соприкасается с охлаждаемой водой и получаемый конденсат смешивается с последней, конденсацию в таких аппаратах обычно проводят в тех случаях, когда конденсируемые пары не представляют ценности. При этом для улучшения теплообмена между водой и паром поверхность соприкосновения между ними увеличивают путем распределения воды в паровом пространстве в виде капель, струек и т.д.
В поверхностных конденсаторах тепло отнимается от конденсирующего пара через стенку. Наиболее часто пар конденсируется на внешних или внутренних поверхностях груб, омываемых с другой стороны водой или воздухом. Таким образом, получаемый конденсат и охлаждающий агент отводят из конденсатора раздельно, и конденсат, если он представляет ценность, может быть использован.
Так поверхностные конденсаторы зачастую применяют в тех случаях, когда сжижение и охлаждение конечного продукта, получаемого, например, в виде перегретого пара, является завершающей операцией производственного процесса.
Вместе с тем поверхностные конденсаторы более металлоемки, чем конденсаторы смешения, а, следовательно, более дороги и требуют больших расходов охлаждающего агента. Последнее объясняется тем, что стенка, разделяющая участвующие в теплообмене среды, оказывает добавочное термическое сопротивление. Это вызывает необходимость повышения средней разности температур.
В качестве поверхностных конденсаторов наиболее часто применяют трубчатые и оросительные холодильники-конденсаторы.
Достоинствами кожухотрубных теплообменников являются: компактность; легкость очистки труб изнутри, а недостатками - трудность пропускания теплоносителей с большими скоростями; трудность очистки межтрубного пространства и трудность изготовления из материалов, не допускающих развальцовки и сварки.
1. Назначение и область применения проектируемого оборудования
Выбор оптимальной конструкции теплообменника является задачей, разрешаемой технико-экономическим сравнением нескольких типоразмеров аппаратов применительно к заданным условиям или на основании критерия оптимизации.
На поверхность теплообмена и на относящуюся к ней долю капитальных затрат, а также на стоимость эксплуатации влияет недорекуперация теплоты.
Чем меньше величина недорекуперации теплоты, т.е. чем меньше разность температур греющего теплоносителя на входе и нагреваемого теплоносителя на выходе при противотоке, тем больше поверхность теплообмена, тем выше стойкость аппарата, но тем меньше эксплуатационные расходы.
Известно также, что с увеличением числа и длины труб в пучке и уменьшением диаметра труб снижается относительная стоимость 1 м2 поверхности кожухотрубчатого теплообменника, так как при этом снижается общая затрата металла на аппарат в расчете на единицу поверхности теплообмена. Следует иметь в виду, что с увеличением числа труб увеличивается вероятность нарушения плотности их крепления в трубной решетке, а с применением труб малого диаметра увеличивается их засоряемость и усложняется чистка.
При выборе типа теплообменника можно руководствоваться следующим рекомендациями.
1. Если из-за большой поверхности теплообменника конструкция получается громоздкой, можно принять к установке многоходовой кожухотрубчатый теплообменник.
2. При подогреве жидкости паром рекомендуются многоходовые по трубному пространству кожухотрубчатые аппараты с подачей пара в межтрубное пространство.
3. Для химически агрессивных сред и при небольших тепловых производительностях экономически целесообразны рубашечные, оросительные и погружные теплообменники.
4. Если условия теплообмена по обе стороны теплопередающей поверхности резко различны (газ и жидкость), должны быть рекомендованы трубчатые ребристые теплообменники.
5. Для передвижных и транспортных тепловых установок, авиационных двигателей и криогенных систем, где при высокой эффективности процесса необходимы компактность и малая масса, находят широкое применение пластинчатые ребристые теплообменники.
6. Во всех случаях необходимо стремиться выбирать наиболее простые по конструкции и наиболее дешевые по материалам теплообменники. К усложненным аппаратам (с плавающей камерой, с сильфонным компенсатором, спиральным), а также с латунными или медными трубами следует прибегать лишь в случае обоснованной необходимости.
Процесс конденсации пара нашел широкое применение в различных областях техники и особенно в энергетике. Так, конденсаторы паровых турбин являются неотъемлемой частью ТЭЦ, ГРЭС и АЭС. Они же являются наиболее громоздкими, металлоемкими и дорогостоящими частями паротурбинной установки (ПТУ). Доля конденсаторов в общем весе ПТУ достигает 40-50 %, а их габариты во многом определяют размеры и компоновку всей установки. С конденсацией пара связаны процессы регенеративного подогрева питательной воды в смесительных и поверхностных теплообменниках.
Исходя из всего перечисленного для данных условий был выбран кожухотрубчатый конденсатор с неподвижными трубными решетками.
2. Выбор конструкционного материала
Так как четыреххлористый углеров является корозионно активным веществом, то в качестве конструкционного материала выбираем сталь Х28 ГОСТ 5632-61, устойчивую в агрессивных средах при температурах до 600С.
3. Технологический расчет аппарата
Температурный режим аппарата
Температура и теплота конденсации четыреххлористого углерода:
tк = 77 С [1, c.541],
rк = 195 кДж/кг [1, c.542].
Начальная температура воды t2н = 20 С, конечная t2к = 38 єС.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 1 Схема движения теплоносителей
Средняя разность температур:
Дtб = tк - t2н =77 - 20 =57 єС
Дtм = tк - t2к =77 - 38 =39 єС
Так как отношение
Дtб/Дtм =57/39 = 1,46 < 2, то
Дtср = (Дtб + Дtм)/2 = (57+39)/2 = 48 єС
Средняя температура воды:
t2ср = tк - Дtср =77 -48 = 29 єC.
Тепловая нагрузка аппарата
Запишем уравнение теплового баланса:
Q = G1•rk = G2•c2•(t2к - t2н),
где с2 = 4,19 кДж/кг•К - теплоемкость воды [1, c. 537],
G1 и G2 - массовый расход паров четыреххлористого углерода и воды.
Расход паров четыреххлористого углерода дан в задании. Переводим его в кг/с.
G1 = 15000/3600 = 4,17 кг/с.
Тепловая нагрузка аппарата составит
Q = 4,17195 = 813 кВт.
Из уравнения теплового баланса находим расход охлаждающей воды
G2 = Q/c2•(t2к - t2н) = 813/4,19(38 - 20) = 10,78 кг/с.
Ориентировочный выбор теплообменника
Охлаждающая вода поступает в межтрубное пространство, а пары четыреххлористого углерода конденсируются в трубах. Принимаем ориентировочное значение критерия Рейнольдса Reор=10300, соответствующее развитому турбулентному режиму движения жидкости, при котором обеспечиваются наилучшие условия теплообмена.
Число труб приходящееся на один ход теплообменника:
n/z = G1/(0,785•Reор• dвн.тр.•м2),
где dвн.тр. - внутренний диаметр трубок,
м2 = 49•10-3 Па•с - вязкость четыреххлористого углерода. [1, c. 516]
Для труб 25Ч2 dвн.тр. = 0,021 м.
n/z = 4,17/(0,785•10300•0,021•0,49•10-3) = 50.
Принимаем также ориентировочное значение коэффициента теплопередачи Кор = 500 Вт/м2•К. [1, c. 172]
Принимаем по ГОСТ 15120-79 теплообменник с близкой поверхностью теплообмена: двуходовой с диаметром кожуха 400 мм, поверхностью теплообмена F=47 м2 и количеством трубок n=100, 25Ч2. [2, c.51]
Коэффициент теплоотдачи от четыреххлористого углерода к стенке
,
где 1 = 1478 кг/м3 - плотность четыреххлористого углерода [1, c.512],
1 = 0,4910-3 Пас - вязкость четыреххлористого углерода [1, c.516],
1 = 0,093 Вт/(мК) - теплопроводность [1c.561],
g - ускорение свободного падения,
Н=6 м - длина труб [2, с. 51],
?t - задаются 5-10°С.
Физико-химические свойства четыреххлористого углерода взяты при температуре конденсации 77 С.
Коэффициент теплоотдачи от стенки к воде
Nu2 - критерий Нуссельта для воды,
2 = 0,616 Вт/мК - теплопроводность воды при 29 С [1, c.537],
Sм.п. - площадь сечения потока между перегородками, м2 [2, с. 51],
z - число ходов.
Фактическое значение критерия Рейнольдса:
Re2=
где м2 = 0,824•10-3 Па•с - вязкость воды при 29 єС.[1 c. 537]
Re2=
Режим движения турбулентный в этом случае критерий Нуссельта:
Nu2 = 0,021•Re20,8•Pr20,43•(Pr2/Prст2)0,25,
где Рr2 = 5,58 - критерий Прандтля для воды при 29 С [1, c.537].
Принимаем в первом приближении отношение (Pr2/Prст2)0,25 = 1, тогда
Nu2 = 0,021 ()0,85,580,43 = 86,4.
2 = .
Тепловое сопротивление стенки
,
где ст = 0,002 м - толщина стенки трубки,
ст = 17,5 Вт/мК - теплопроводность нержавеющей стали [1 c.529],
r1 =r2 = 1/5800 мК/Вт - тепловое сопротивление загрязнений стенок.[1, c.531]
(/) = 0,002/17,5 + 1/5800 + 1/5800 = 4,610-4 мК/Вт.
Рассчитываем коэффициент теплопередачи
K = 1/(1/1+(/)+1/2) =1/(1/795+4,610-4+1/2235) = 462 Вт/м2К.
Рассчитываем температуры стенок
tст1 = tк - К•tср/1 = 77 - 46248/795 = 49,1 С,
tст2 = tср2 + К•tср/2 = 29 + 46248/2235= 38,9 С.
Уточняем коэффициенты теплоотдачи
Температура пленки конденсата
tпл = (tк+tст1)/2 = (77+49,1)/2 =63 С.
Физико-химические свойства четыреххлористого углерода при температуре пленки 63 С:
1 = 1517 кг/м3 - плотность [1, c.512],
1 = 0,5910-3 Пас - вязкость [1, c.516],
1 = 0,08 Вт/(мК) - теплопроводность [1, c.561].
Критерий Прандтля для воды при tст2 = 38,9С Prст2 = 4,31 [1, c.537].
2ут = 2• (Pr/Prст2)0,25 = 2235• (5,58/4,31)0,25 = 2384 Вт/м2К
Уточняем коэффициент теплопередачи
K = 1/(1/687+4,610-4+1/2384) = 428 Вт/м2К.
Температуры стенок
tст1 = tк - Кtср/1 = 77 - 42848/687 = 47 С,
tст2 = tср2 + Кtср/2 = 29 + 42848/2384 = 37,6 С.
Полученные значения близки к ранее принятым и дальнейших уточнений не требуется.
Рассчитываем поверхность теплообмена
F = Q/Ktср = 813103/42848 = 40 м2
Выбираем теплообменник с ближайшей большей поверхность теплообмена: двухходовой теплообменник с длиной труб 6 м, у которого поверхность теплообмена 47 м2 [2, c.51].
При этом запас ?=(47-40)•100/40=17,5 %.
4. Гидравлический расчет
Скорость воды в межтрубном пространстве
wмтр = G2/(Sмтр•2) = 10,78/(0,025996) = 0,43 м/с.
В межтрубном пространстве следующие местные сопротивления: вход и выход жидкости через штуцера, повороты через сегментные перегородки и сопротивления трубного пучка при его поперечном обтекании.
Рассчитаем сопротивление межтрубного пространства:
где л - коэффициент трения в межтрубном пространстве,
L - длина труб,
dэ - эквивалентный диаметр,
о - коэффициенты местных сопротивлений потоку, движущемуся в межтрубном пространстве:
омтр 1 = 1,5 - вход и выход жидкости [2, с. 69],
омтр 2 = 1,5 - поворот через сегментную перегородку [2, c. 69],
омтр 3 = - сопротивление пучка труб [2, c. 69].
,
где m - число рядов труб, омываемых водой в межтрубном пространстве.
В трубном пространстве следующие местные сопротивления: движение пара через входную и выходную камеры, поворот между ходами и вход в трубы и выход из них.
Рассчитаем сопротивление трубного пространства:
Определим скорость пара в трубах
wтр = G1z/(0,785dвн2n1)=
Из технологических соображений примем л=0,05.
Подбор насоса для воды
Объемный расход воды и напор, развиваемый насосом:
Q2 = G2/2 = 10,78/996 = 0,01 м3/с,
Н = рмтр/g + Н = 7839/9969,8 + 6 = 6,8 м.
По объемному расходу и напору выбираем центробежный насос Х45/21 [2, c. 38], для которого Q = 0,0125 м3/с и Н = 13,5 м ст. жидкости.
5. Подбор основных конструктивных элементов
Расчет толщины обечайки
= D•P/(2••) +Cк,
где D = 0,4 м - внутрений диаметр аппарата,
P = 0,1 МПа - давление в аппарате,
= 138 МН/м2 - допускаемое напряжение для стали [2 c.76],
= 0,8 - коэффициент ослабления из-за сварного шва [2 c.77],
Cк = 0,001 м - поправка на коррозию.
= 0,40,1/(21380,8) + 0,001 = 0,001 м.
Согласно рекомендациям [3 c. 24] теплообменник изготовляется из труб диаметром 4006, таким образом толщина обечайки = 6 мм.
Выбор днища
Так как аппарат работает при атмосферном давлении, то выбираем плоские стальные отбортованные днища по ГОСТ 12622-78 [3, с. 24], толщина стенки днища 1 = = 4 мм.
Рис. 2. Днище теплообменника.
Выбор штуцеров
Диаметр штуцеров рассчитывается по формуле:
d = ,
где G - массовый расход теплоносителя,
- плотность теплоносителя,
w - скорость движения теплоносителя в штуцере.
Принимаем скорость жидкости в штуцере w = 2,5 м/с, скорость пара в штуцере 25 м/с.
Плотность паров четыреххлористого углерода при температуре конденсации
,
где М = 154 г/моль - молекулярная масса анилина,
Т0, Р0 - температура и давление в нормальных условиях.
1 = 154273101/(22,477101) = 24,38 кг/м3
d1 = (4,17/0,7852524,38)0,5 = 0,09 м
Принимаем d1 = 100 мм.
Диаметр штуцера для выхода конденсата
d2 = (4,17/0,7852,51517)0,5 = 0,037 м
Принимаем d2 = 40 мм.
Диаметр штуцера для входа и выхода воды
d3,4 = (10,78/(0,7852,5996))0,5 = 0,074 м
Принимаем d3,4 = 80 мм.
Все штуцера снабжаются плоскими приварными фланцами по ГОСТ 12820-80, конструкция и размеры которых приводятся ниже.
Таблица 6.1. Параметры фланцев по ГОСТ 12820-80
dусл |
D |
D2 |
D1 |
h |
n |
d |
|
40 |
130 |
100 |
80 |
13 |
4 |
14 |
|
80 |
185 |
150 |
128 |
18 |
4 |
18 |
|
100 |
205 |
170 |
148 |
14 |
4 |
18 |
Выбираем фланцы для аппаратов стальные плоские приварные ГОСТ 28759.2-90.
Рис. 4. Фланец для аппарата
Таблица 6.2. Размеры плоских приварных фланцев по ГОСТ 28759.2-90
Dв, мм |
P, МПа |
Размеры, мм |
|||||||||
D1 |
D2 |
D3 |
D4 |
a |
b |
d |
n |
Диаметр болтов или шпилек |
|||
400 |
0,1 |
520 |
480 |
444 |
452 |
13,5 |
25 |
23 |
16 |
М20 |
Выбор опоры аппарата
Максимальная масса аппарата:
Gmax = Ga+Gв,
где Ga = 1430 кг - масса аппарата [2, c. 56],
Gв - масса воды заполняющей аппарат.
Gв = 10000,7850,4026 = 753,6 кг
Gmax= 1600+753,6 = 2353,6 кг = 0,024 МН
Принимаем, что аппарат установлен на двух опорах, тогда нагрузка приходящаяся на одну опору будет рассчитана как Gоп = 0,024/2 = 0,012 МН.
Выбираем опору с допускаемой нагрузкой 0,01МН. Выбираем нижние опоры горизонтальных аппаратов по ОСТ 26-1265-75. Конструкция и приведенные к внутреннему диаметру аппарата размеры этих опор показаны на рис.5.
Рис. 5. Опора аппарата.
Расчет трубной решетки аппарата
Выбираем расположение труб в трубной решетке по вершинам равносторонних треугольников (), так как оно более компактное и требует меньше затрат при обслуживании и ремонте.
Шаг между трубами при равен
Число труб на диаметре решетки можно определить из выражения
Принимаем .
Толщина трубной решетки может быть вычислена как
Для неподвижно закрепленных решеток:
- - коэффициент решетки [2, с. 408],
- - средний диаметр обечайки,
- допускаемое напряжение на изгиб ,
- коэффициент ослабления решетки отверстиями под трубы
При развальцовке труб должно выполняться условие
Из практических рекомендаций принимаем
[3, c. 37]
Заключение
1. Спроектирован кожухотрубный теплообменник для конденсации 15000 кг/ч паров четыреххлористого углерода.
2. Выполнен технологический расчет, в котором определена тепловая нагрузка аппарата Q=813 кВт, определен коэффициент теплопередачи K=428 Вт/м2К, рассчитана поверхность теплообмена F=40 м2. Исходя из выше изложенных результатов выбран теплообменник с ближайшей большей поверхность теплообмена: двухходовой теплообменник с длиной труб 6 м, у которого поверхность теплообмена 47 м2 .
3. Рассчитано сопротивление межтрубного пространства ?pмтр=7839 Па и сопротивление трубного пространства ?pтр=365 Па. Выбран центробежный насос Х45/21, для которого расход Q = 0,0125 м3/с и напор Н = 13,5 м ст. жидкости.
4. Выбраны основные конструктивные элементы (днища, штуцера, фланцы, опоры, трубная решетка).
Список литературы
1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии : Учебное пособие для вузов / 10 изд. - Л. : Химия, 1987, - 587 с.
2. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию / Под ред. Дытнерского Ю.И. - М. : Химия, 1991 - 496 с.
3. Разработка конструкции химического аппарата и его графической модели: Методические указания /Иван. гос. хим.-технол. ун-т. Сост. Н.Ю. Смирнов, Г.Д. Демидова, Б.П. Дотокин, А.А. Мельников, Е.В. Таланов, В.В. Яшков. - Иваново, 2003. - 61 с.
4. Расчет и проектирование теплоизолирующего оборудования : Учебное пособие / В.Я. Лебедев, Е.П. Барулин, Т.М. Веренина. Изд. ИГХТА, Иваново, 1994 - 156 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Понятие и назначение, сферы применения и устройство, основные элементы кожухотрубного теплообменника. Последовательность теплового, гидравлического и прочностного расчетов кожухотрубного теплообменника, исследование необходимых справочных данных.
методичка [85,6 K], добавлен 23.01.2011Выбор конструкции кожухотрубного теплообменника выпарного аппарата и схемы движения в нем теплоносителя. Применение холодильных конденсаторов КТ для сжижения хладагента в аммиачных и углеводородных охлаждающих установках общепромышленного назначения.
курсовая работа [486,6 K], добавлен 07.01.2015Конструкторский 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 27.12.2013Технологическая схема, тепловой, материальный, гидравлический и конструктивный расчеты кожухотрубного теплообменника. Определение средней движущей силы процесса, расхода охлаждающей воды и требуемой поверхности теплообмена для разного расположения труб.
реферат [220,9 K], добавлен 07.03.2015Проект горизонтального кожухотрубчатого теплообменника для конденсации и охлаждения паров уксусной кислоты. Технологический расчет коэффициента теплопередачи, конденсатора, определение площади поверхности теплообмена. Подбор шестиходового теплообменника.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 18.09.2014Определение тепловой нагрузки теплообменника, средней разности температур, коэффициента теплопередачи и трения, гидравлического сопротивления. Эскиз конденсатора и схема адсорбционной установки непрерывного действия с псевдоожиженным слоем адсорбента.
курсовая работа [432,0 K], добавлен 03.07.2011Определение 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 28.04.2015Тепловой 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 16.02.2011Классификация теплообменных аппаратов. Расчёт гидравлического сопротивления теплообменника. Расчет холодильника первой ступени. Вычисление средней разности температур теплоносителей. Расчет конденсатора паров толуола и поверхности теплопередачи.
курсовая работа [688,1 K], добавлен 17.11.2009Классификация 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 16.03.2012Тепловой, механический, конструктивный и гидравлический расчет теплообменника, который предназначен для проведения теплообменных процессов: нагревания, охлаждения, конденсации испарения. Определение гидравлического сопротивления трубного пространства.
курсовая работа [393,7 K], добавлен 17.05.2011Расчет 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 08.10.2008Тепловой баланс, гидравлический расчет кожухотрубчатого теплообменника, тепловая нагрузка аппарата. Расчет площади теплообменника и подбор коэффициентов теплопередачи. Расчет параметров и суммарная площадь для трубного и межтрубного пространства.
курсовая работа [178,8 K], добавлен 09.07.2011- Математическое моделирование одноходового кожухотрубного противоточного теплообменника-подогревателя
Сфера применения и технологическая схема работы одноходового кожухотрубного противоточного теплообменника–подогревателя. Математическое описание процесса действия теплообменника-подогревателя для смесей газ-газ, жидкость-газ и жидкость-жидкость.
курсовая работа [259,8 K], добавлен 26.12.2014 Определение массы поглощаемого вещества и расхода поглотителя; выбор оптимальной конструкции тарелки. Расчет скорости газа, диаметра и гидравлического сопротивления абсорбера. Оценка расхода абсорбента и основных размеров массообменного аппарата.
реферат [827,2 K], добавлен 25.11.2013Проектирование холодильника-конденсатора для конденсации водяного пара. Определение тепловой нагрузки аппарата, количества тепла при конденсации насыщеных паров, расхода охлаждающей воды, максимальной поверхности конденсации. Механический расчет деталей.
курсовая работа [287,2 K], добавлен 14.07.2011Технологический 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 11.03.2011Методика 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 21.03.2011Пересчет массовых концентраций компонентов в мольные. Выбор ориентировочной поверхности аппарата и конструкции. Определение тепловой нагрузки и расхода горячей воды. Расчет коэффициента теплопередачи, гидравлического сопротивления для выбранного аппарата.
курсовая работа [581,9 K], добавлен 28.04.2014Предварительный 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 15.02.2012