Читать диплом по химии: "Расчет теплообменника для нагрева толуола" Страница 2

(Назад) (Cкачать работу)

2. Задание на проектирование Рассчитать теплообменник для нагрева толуола от tн = 500С до tк = 1000С. Расход толуола 20 т/ч. Нагрев производится насыщенным водяным паром ризб = 2,5 кг/см2.3. Расчет тепловой нагрузки В трубы запустим толуол, в межтрубное пространство - пар. Трубному пространству присвоим индекс «1», межтрубному - индекс «2».Найдем температуру конденсации водяного пара при давлении 2,5 кг/см2. Она составляет 125,30С. [1, табл. LVII]

Составим температурную схему процесса: Определим среднюю разность температур:

С

Средняя температура толуола:

Расход толуола:

кг/с

Найдем плотность толуола при его средней температуре:

кг/м3 [2, номограмма 1.1]

Объемный расход толуола равен:

м3/с

Удельная теплоемкость толуола при его средней температуре:

Дж/(кг·С)

Определим расход теплоты на нагрев толуола:

Дж

Определим удельную теплоту конденсации греющего пара:

кДж/кг

Расход греющего пара с учетом 7%-х потерь составит:

кг/см

Ориентировочно определяем максимальную величину площади поверхности теплообмена. По табл. 4.8 минимальное значение коэффициента теплопередачи для случая теплообмена от конденсирующегося водяного пара к органическим жидкостям Кмин = 120 Вт/(м2·К).

м2

.Ориентировочный выбор теплообменника

Для обеспечения интенсивного теплообмена попытаемся подобрать аппарат с турбулентным режимом течения теплоносителей

В теплообменных трубах Ø25 х 2 мм холодильников по ГОСТ 15120-79 скорость пара для обеспечения турбулентного режима при Re2 > 10 000 должна быть более:

Найдем коэффициент вязкости для толуола:

Па·с [2, номограмма 2.2]

м/с

Число труб Ø25 х 2 мм, обеспечивающих объёмный расход смеси бензол-толуол при Re2 = 10 000:

Условиям n < 98,85 и f < 95,11 м2 удовлетворяют согласно таблице 4.12 [1,с.215] несколько теплообменников:

.Одноходовой теплообменник с числом труб 62 и внешним сечением кожуха 325 мм.

. Двухходовой теплообменник с числом труб 100 (50 труб на один ход) и внутренним сечением 400 мм. Хотя он обладает большим числом труб, чем требуется, различие невелико, и эффективность теплообмена может быть достигнута за счет запаса поверхности.4.1 Одноходовой теплообменник Уточняем значение критерия Рейнольдса для теплообменника

Найдем коэффициент теплопроводности для толуола:

Дж/(м·ч·К)

Критерий Прандтля для толуола:

Отношение было принято равным 1,01 с последующей проверкой. Коэффициент теплопередачи равен:

Вт/(м2·К)

Коэффициент теплоотдачи при конденсации водяного пара на пучке горизонтальных труб

Расчет осуществляем приближенно по формуле:

Т.к. кг/с и , расчет ведем по формуле:

α2=2,02·ε·Bt·(n/C)1/3·L1/3

Где ε - коэффициент, для шахматного расположения труб в пучке и при числе рядов труб по вертикали nB = 14 (табл. 4.12) ε = 0,62 (рис.4.7), Вt = 1105 (табл. 4.6),[1, с.162].

Задаем длину труб (по табл. 4.12) L = 4 м. Получаем:

Вт/(м2·К)

Коэффициент теплопередачи

Принимаем тепловую проводимость

Похожие работы