Расчет подогревателя исходной смеси

Табл. 5 Теплофизические свойства пара при tcp = 1390C.

Табл. 6 Теплофизические свойства смеси при tcp = 740C.

Определение тепловой нагрузки.

В теплообменнике водяной пар с температурой подогревает исходную смесь температурой до температуры, при этом температура водяного пара конденсируется на поверхности стенок труб при той же температуре. Расход нагреваемого теплоносителя G2 = 3000 кг/ч = 0,83 кг/с.

Определение производительности и расхода пара.

Определим производительность теплообменника по формуле.

кВт Определение среднего температурного напора Рис. 5 Q-t — диаграмма

0С.

Определение расхода водяного пара Из уравнения находим расход пара G1:

кг/с Определение поверхности теплообмена Задаваясь числом Re = 8 000, определим соотношение n/z для дефлегматора из труб диаметром dн = 20Ч2 мм:

.

где n — общее число труб, z — число ходов по трубному пространству, d — внутренний диаметр труб, м.

Ориентировочную поверхность теплообмена найдем из уравнения теплопередачи:

м2,.

где Q — производительность подогревателя, кг/с; К — коэффициент теплопроводности, Вт/(м2град.); Дt — средний температурный напор, град.

Для нахождения поверхности теплообмена, необходимо задать значение коэффициента теплопередачи. В соответствии с табл.2.1 [11, с.47] примем К = 150 Вт/(м2К).

м2.

Уточненный расчет поверхности теплопередачи В соответствии с табл. 2.9 соотношение n/z принимает наиболее близкое к заданному значение у теплообменников с диаметром кожуха D = 273 мм, диаметром труб 25Ч2 мм, числом ходов z = 1 и общим числом труб n = 37.

Наиболее близкую к ориентировочной поверхность теплопередачи имеет нормализованный аппарат с длиной труб L = 2 м; F = 6 м².

Действительное число Рейнольдса равно:

Коэффициент теплоотдачи к воде определим по уравнению, пренебрегая поправкой (Pr/Prст)0,25.

Откуда.

Вт/(м2К).

Коэффициент теплоотдачи от пара, конденсирующегося на вертикальном пучке труб, определим по уравнению:

Где.

Сумма термических сопротивлений стенки из труб нержавеющей стали и загрязнений со стороны смеси (загрязнениями со стороны водяного пара пренебрегаем) равна:

м2К/Вт Коэффициент теплопередачи Требуемая поверхность теплопередачи Как видно из табл.2.3 [11, с51] горизонтальный подогреватель с диаметром кожуха D = 273 мм, диаметром труб 25Ч2 мм, числом ходов z = 1, общим числом труб n = 37, с длиной труб L = 2 м; F = 6 м² подходит с запасом: