Расчет теплообменника. Мозжухин А.Б - 15 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Определяем среднюю движущую силу и средние температуры теплоносителей:
∆t
б
= ∆t
м
= 143 – 111 = 32 °С ⇒ ∆t
ср
= 32 °С;
1
t = 143 °С;
2
t = 111 °С.
Тепловая нагрузка с учетом 5 % потери теплоты
Q = 1,05
G
2
r
2
= 1,05 ⋅ (50 000 / 3600) ⋅ 361,9 ⋅ 10
3
= 5 277 700 Вт,
где r
2
= 361,9 ⋅ 10
3
Дж/кг – удельная теплота парообразования органической жидкости при средней температуре
2
t [1, табл. XLV]).
Расход греющего пара, считая его влажность равной 5 % (т.е.
х
п
= 0,95):
59,2
95,0102141
7002775
)/(
3
п11
=
⋅⋅
== xrQG кг/с,
где r
1
= 2141 ⋅ 10
3
Дж/кг – удельная теплота парообразования греющего пара при средней температуре
1
t или
р
абс
= 4 кгс/см
2
[1, табл. LVII].
Ориентировочно определяем максимальную величину поверхности теплообмена. Для этого зададимся ми-
нимальным значением коэффициента теплопередачи:
K
ор
= 300 Вт/(м
2
⋅ К) [1, табл. 4.8].
550
32300
7002775
cрор
ор
=
⋅
=
∆
=
tK
Q
F
м
2
.
Рассмотрим одноходовой кожухотрубчатый испаритель с трубами 25 × 2 мм. По [1, табл. 4.12] подбираем
условно теплообменник с 747 трубами с площадью теплообмена от 176 до 528 м
2
(длины труб от 3 до 9 м).
Итак,
n = 747.
Направляем водяной пар (1) в межтрубное пространство, а органическую жидкость (2) – в трубное. Выбираем верти-
кальное расположение труб в теплообменнике.
1. Расчет коэффициента теплоотдачи для трубного пространства (органическая жидкость (2)).
Формула для коэффициента теплоотдачи при пузырьковом кипении жидкости в трубах:
кип22
2
кип2
2
2
3
кип22
2
кип
2
2
3
2
)()(
T
T
b
T
T
b
σµ
∆ρλ
=
σν
∆λ
=α
,
где λ
2
= 0,1 ⋅ 1,163 = 0,1163 Вт/(м ⋅ К) [1, рис. Х];
ρ
2
= 776 кг/м
3
[1, табл. IV];
µ
2
= 0,249 ⋅ 10
–3
Па ⋅ с [1, табл. IХ];
σ
2
= 18,245 ⋅ 10
–3
Н/м [1, табл. ХХIV].
определяются при
2
t = 111 °С;
0929,0
856,2776
856,2
75,0075,075,0075,0
3/2
3/2
пж
п
=
−
+=
ρ−ρ
ρ
+=b
.
Плотности пара ρ
п
и жидкости ρ
ж
для расчета коэффициента b находятся из следующих соотношений:
856,2
111273
273
1
1
4,22
90
22,4
0
0
п
п
=
+
==ρ
T
T
p
p
M
кг/м
3
;
776
2ж
=
ρ
=
ρ
кг/м
3
,
где М
п
– мольная масса органической жидкости, кг/кмоль; р, T – давление и абсолютная температура паров, при
которых происходит кипение жидкости в теплообменнике;
р
0
, T
0
– давление и абсолютная температура паров,
соответствующие нормальным условиям.
При выполнении домашней работы итерации целесообразно выполнять вручную. При вариантных расче-
тах теплообменного оборудования используется компьютерная техника.
Первое приближение.
Зададимся температурой стенок:
127
2
32
111
2
32
143
22
ср
2
ср
1ст2ст1
=+=−=
∆
+=
∆
−==
t
t
t
ttt
°С.
Отсюда ∆T
кип
= t
ст2
–
2
t = 127 – 111 = 16 °С.

Страницы