(в — коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляции материала в окружающую среду, Вт/м2К
tст2 — температура изоляции со стороны окружающей среды (воздуха) в материала 35 — 45 (С.
tст1 — температура изоляции со стороны аппарата, tст1 = tгреющего пара
tв — температура окружающей среды
(из — коэффициент теплопроводности изоляционного материала, Вт/мК В качестве изоляционного материала выберем совелит (85% магнезии + 15% асбест) (из = 0,09 Вт/мК
7 Расчет теплообменника
1. Определение тепловой нагрузки:
2. Определение конечной температуры конденсата греющего пара: она будет примерно равна температур греющего пара на входе и составит (178,9(С.
3. Определение среднелогарифмической разности температур:
(tср.лог= [(160,91—20)—(179—178,9)]/ln (140,91/0,1) =17,9 (С.
4. Ориентировочный выбор теплообменника. Решение вопроса о том, какой теплоноситель направить в трубное пространство, обусловлено его температурой, давлением, коррозионной активностью, способностью загрязнять Поверхности теплообмена, расходом и др.
Примем ориентировочное значение Reор=15 000, что соответствует развитому турбулентному режиму течения в трубах. Очевидно, такой режим возможен в теплообменнике, у которого число труб, приходящееся на один ход, равно: для труб диаметром dн=20(2 мм
Ориентировочное значение коэффициента теплопередачи, соответствующее турбулентному течению: Kор=800 Вт/(м2К). При этом ориентировочное значение поверхности теплообмена составит
Выбираем аппарат с диаметром 1000 мм, диаметр труб 20(2, число труб 1173 шт, длина труб 4,0 м, площадь теплообмена 295 м²
8 Определение толщины стенки аппарата
Греющая камера. Расчетное давление в нижней части обечайки :
P = Pc + g (жН (10−6 = 4,657(9,81(104 + 9,81(1094(4,5(10−6 = 0,457 Мпа Номинальное допускаемое напряжение для стали (*д = 140 Мпа Допускаемое напряжение определяем по формуле:
(*д = ((((д = 1 (140 = 140 Мпа Определим отношение определяющих параметров (д и P с учетом коэффициентом
Расчетная толщина стенки :
Суммарная прибавка к номинальная расчетная толщина стенки Сд = 0
С = Ск + Сэ + С0 = 1+ 0 + 1,6 = 2,6 мм Толщина стенки с прибавками
S = S' + С = 2,4 + 2,6 = 5 мм.
Проверим условие:
Условие выполнено.
Допускаемое давление в обечайке:
Сепарационная камера. Расчетное давление в нижней части обечайки:
P = Pвп + g (жН (10−6 = (5,81(9,81(104 + 9,81(1094(1,3)(10−6 = 0,584 Мпа Номинальное допускаемое напряжение для стали (*д = 140 Мпа Допускаемое напряжение определяем по формуле:
(*д = ((((д = 1 (140 = 140 Мпа Определим отношение определяющих параметров (д и P с учетом коэффициентом
Расчетная толщина стенки :
Суммарная прибавка к номинальная расчетная толщина стенки Сд = 0
С = Ск + Сэ + С0 = 1+ 0 + 1,2 = 2,2 мм Толщина стенки с прибавками
S = S' + С = 4,8 + 2,2 = 7 мм.
Проверим условие: .
Условие выполнено Допускаемое давление в обечайке:
.
Список литературы
Александров И. А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. — М.: Химия, 1978.
Артамонов Д.С., Орлов В. Н. Расчет тарельчатой ректификационной колонны: Методические указания. — М.: МИХТ, 1981.
Дытнерский Ю. И. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию. — М.: Химия, 1991.
Коган В.Б., Фридман В. М., Кафаров В. В. рановесие между жидкостью и паром. — М.: Наук, 1966.
Лащинский А. А. Конструирование сварных химических аппаратов: Справочник. — Л.: Машиностроение, 1981.
Лащинский А.А., Толчинский А. Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. — Л.: Машиностроение, 1970.
Павлов К.Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. — Л.: Химия, 1987.
Плановский А.Н., Рамм В. М., Каган С. З. Процессы и аппараты химической технологии. — М.: Химия, 1968.
Рудов Г. Я., Д. А. Баранов Д.А. Расчет тарельчато ректификационной колонны: Методические указания. — М.: МГУИЭ, 1998.
Стабников В. Н. Расчет и конструирование контактных устройств ректификационных и абсорбционных аппаратов. — Киев: Техника, 1970.
Тютюнников А.Б., Товажнянский Л. Л., Готлинская А. П. Основы расчета и конструирования массообменных колонн. — Киев: Высшая школа, 1989.
ГОСТ 9617–76. Сосуды и аппараты. Ряды диаметров. — М.: Издательство стандартов, 1977.
Краткий справочник физико-химических величин. — М.: Химия, 1967.
