Т.к Re2 ≥ 10 000, то режим движения турбулентный.
3.1. 2 Расчет коэффициентов теплоотдачи
Коэффициент теплоотдачи α2 определим по уравнению для турбулентного режима течения жидкости по уравнению:(3.2)где Nu — критерий Нуссельта:(3.3)В расчете пренебрегаем поправкой .Вт/(м2.К)Рассчитываем коэффициент теплоотдачи для пара, конденсирующегося на пучке вертикально расположенных труб кожухотрубного конденсатора. Воспользуемся уравнениемдля вертикальных труб [2, c.75]: (3.4)3.2 Расчет коэффициента теплопередачи
Расчет коэффициента теплоотдачи «К» проведем с помощью формулы 3.5, используя ранее полученные данные.(3.5)где — сумма термических сопротивлений стенки труб из нержавеющей стали (Ст3) и загрязнений со стороны воды и пара [2, c.75]. (м2.К)/ВтПодставим известные значения в формулу: Вт/м2∙КВыберем стандартный теплообменник по формуле 2.9:Подставив численные значения, получим: м2Таким образом, по уточненному расчету выберем двухходовой теплообменник с близкой поверхностью теплообмена 226 м2с диаметром кожуха 1000 мм и 718 трубками 25×2длиной 4,0 м. Таблица 1. Параметры кожухотрубчатого теплообменника согласно ГОСТ 15 118–79, ГОСТ 15 120–79 и ГОСТ 15 122–79 [5]ДиаметркожухавнутреннийD, мм
Число труб, nДлина трубl, мST * 10−2SM * 10−2SB П * 102d труб1 000 718 413,012,410,625×2Запас поверхности теплообмена в аппарате должен составлять 10−15%.Запас поверхности в выбранном в таблице 1 нормализованном теплообменнике составляет при этом:
Можно утверждать, что запас поверхности теплообмена данного аппарата в удовлетворяет условию. 4ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ АППАРАТАГидравлическое сопротивление конденсатора ацетона ∆р2 рассчитываем по формуле 4.1[2, c.68]. (4.1)где L — длина труб, 4 м, w — скорость воды в трубах, м/с.Скорость воды в трубах:(4.2) м/сКоэффициент трения рассчитываем по формуле 4.3:(4.3)где — относительная шероховатость труб, — высота выступов шероховатостей, 0,2 мм. Скорость воды в штуцерах [2, c.76]: (4.4) м/сГидравлическое сопротивление:= 2486,73 + 1005,44 + 7305,34 = 10 797,51 ПаЗАКЛЮЧЕНИЕВ представленной курсовой работе был проведен расчет нормализованного конденсатора ацетона. Для достижения поставленной цели в данной работе рассматривались только нормализованные теплообменные аппараты без рассмотрения экономических факторов, таких как: металлоемкость, себестоимость, вес и т. п. Основной рассчитываемой характеристикой конденсатора является площадь поверхности теплообмена, рассчитываемая на основании таких физических характеристик теплоносителей, как динамическия вязкость, плотность, теплопроводность, удельная теплоемкость. Теплоносителями в аппарате являются конденсируемый ацетон и охлаждающая вода. Для конденсации ацетона было решено выбрать по ГОСТ 15 118–79, ГОСТ 15 120–79 и ГОСТ 15 122–79 двухходовый вертикальных кожухотрубчатыйтеплообменник с внутренним диаметром кожуха 1000 мм на 718 трубок 2×25 мм длиной 4 м. Гидравлическое сопротивление в аппарате составляет 10 797,51 Па.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Воскресенский В.Ю., Канатников Ю. М., Логинов М. В. Лабораторный практикум по термодинамике, тепломассообмену и теплотехнике. ;
М.: МГУТУ, 2005. — 74 с. Дытнерский Ю. И. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Г. С.
Борисов, В. П. Брыков, Ю. И. Дытнерский и др.
Под ред. Ю. И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и дополн. — М.:Химия, 1991.
— 496 с. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию. Под ред. Ю. И. Дытнерского. М.:Химия, 1983. — 272 с. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии, 10-ое издание, переработанное и дополненное.
Под ред. П. Г. Романтшва. Л.: Химия, 1987.-576 — с. Параметры кожухотрубчатых теплообменников и холодильников (по ГОСТ 15 118–79, ГОСТ 15 120–79 и ГОСТ 15 122–79) [Электронный ресурс]. — Режим доступа:
http://www.chemiemania.ru/chemies-9704−1.html
