рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Расчет поверхности теплопередачи дефлегматора

Расчет поверхности теплопередачи дефлегматора - раздел Высокие технологии, Технологическая схема процесса ректификации   Используем Аппараты Теплообменные Кожухотрубчатые С Неподвижн...

 

Используем аппараты теплообменные кожухотрубчатые с неподвижными трубными решетками (ТН) и кожухотрубчатые с температурным компенсатором на кожухе (ТК). В дефлегматор воду следует подавать в трубное пространство для удобства очистки отложений, а в межтрубное пространство – конденсирующийся пар, выходящий из колонны.

Рассчитываем среднюю разность температур , °С.

Температурная схема процесса

 
 


 
 


 

где – температура пара на выходе из колонны, = 82°С определяется по рис. 2.3 по кривой конденсации для мольной доли низкокипящего компонента в паре ;

и – начальная и конечная температура воды, принимаем = 20°С, = 40°С;

и – большая и меньшая разности температур на концах теплообменника.

Если то

Если то

 
 


 
 


Тогда

°С.

Определяем среднюю температуру воды , °С.

Расход пара, выходящего из ректификационной колонны кг/с.

кг/с

Находим максимальную площадь поверхности теплообмена м2.

Для этого по таблица 3.1 выбираем минимальное значение коэффициента теплопередачи для случая теплообмена от конденсирующегося пара органической жидкости к воде Вт/(м2∙К).

где – количество тепла, отнимаемое водой в дефлегматоре (см. ), Вт.

Принимаем, что конденсация пара, выходящего из колонны, будет происходить в межтрубном пространстве, а в трубном пространстве будет проходить охлаждающая вода. (Вода – теплоноситель, который может образовывать отложения на поверхности теплообмена; вода при нагреве не изменяет агрегатного состояния, поэтому теплоотдачу от стенки к воде желательно проводить при турбулентном её движении; при конденсации пара высокий коэффициент теплоотдачи будет достигнут и в межтрубном пространстве)

Принимаем турбулентное течение воды в трубном пространстве,.

Для обеспечения турбулентного течения воды при скорость в трубах должна быть больше м/с:

где – динамический коэффициент вязкости воды при °С, Па∙с; мПа∙с = 0,8∙10-3Па∙с (Таблица П 8); =0,025-20,002=0,021– внутренний диаметр труб, м; по ГОСТ 15122-79 трубы 25×2мм; – плотность воды, кг/м3; кг/м3 при °С (Таблица П 4).

м/с

Рассчитаем число труб , обеспечивающих объемный расход нагреваемой воды при :

где – расход воды в дефлегматоре, кг/с.

 

Условию 138 и м2 удовлетворяют два теплообменника (Таблица П 17):

а) двухходовый диаметром 600мм с числом труб на один ход трубного пространства (общее число труб 240);

б) четырехходовый диаметром 800мм с числом труб на один ход трубного пространства (общее число труб 404).

Выбираем двухходовый аппарат, как более простой.

Уточняем значение критерия.

Находим критерий Прандтля, , для воды при :

где – средняя удельная теплоемкость воды, Дж/(кг∙К), при ; Дж/(кг∙К); – коэффициент теплопроводности воды, Вт/(м∙К), при ; Вт/(м∙К).

Определяем коэффициент теплоотдачи для нагреваемой воды , из приведенного ниже критериального уравнения, которое применяется для случая теплоотдачи внутри труб в условиях установившегося турбулентного режима движения теплоносителя (для ):

где – отношение, учитывающее влияние на теплоотдачу направления теплового потока и величины температурного перепада; это отношение обычно находится в пределах 1-1,1; – критерий Прандтля вычисленный для слоя жидкости в непосредственной близости к поверхности теплообмена. Поскольку температура стенки на этом этапе расчета не известна, то невозможно определить свойства жидкости и рассчитать . Поэтому для расчета примем это соотношение равным 1,05 (с последующей проверкой).

Откуда

Вт/(м2∙К)

 

Рассчитываем коэффициент теплоотдачи , Вт/(м2∙К), при конденсации пара, выходящего из колонны на пучке вертикальных труб (общее число труб 240):

где – коэффициент теплопроводности конденсата, Вт/(м∙К); – плотность конденсата, кг/м3; – коэффициент динамической вязкости конденсата, Па∙с; – наружный диаметр труб, на которых происходит конденсация =0,025 м.

Значения , , берем при по приложениям Таблица П 15, Таблица П 13, Таблица П 8.

Вт/(м∙К); кг/м3; Па∙с.

Вт/(м2∙К)

Принимаем тепловую проводимость со стороны конденсирующегося пара Вт/(м2∙К), со стороны воды Вт/(м2∙К) (таблица п 20). Коэффициент теплопроводности материала труб выполненных из черной стали (Ст3) Вт/(м∙К) Таблица П 21.

Тогда тепловая проводимость стенки (с учетом загрязнений):

где – толщина стенки труб дефлегматора, м;

Вт/(м2∙К)

Определяем коэффициент теплопередачи , Вт/(м2∙К):

Вт/(м2∙К)

Проверяем принятое значение :

Рассчитываем плотность теплового потока , Вт/м2:

Вт/м2

Определяем разность между температурой поверхности стенки трубы и средней температурой воды :

°С

Тогда средняя температура внутренней поверхности стенки трубы , °С:

°С

Вычисляем критерий Прандтля:

где – средняя удельная теплоемкость воды, Дж/(кг∙К); – коэффициент динамической вязкости воды, Па∙с; – коэффициент теплопроводности воды, Вт/(м∙К).

Находим значения этих величин при °С [1].

Дж/(кг∙К); Па∙с; Вт/(м∙К);

Таким образом расчетное значение отношения критериев составит:

 

Определяем относительное расхождение между принятым ранее отношением =1,05 и рассчитанным =1,06:

– допустимое относительное расхождение (может быть принято равным 0,05).

Таким образом имеющееся относительное расхождение составляет 1% и может быть допущено, перерасчет коэффициента теплоотдачи со стороны воды производить не требуется.

Вычисляем расчетную площадь поверхности теплообмена , м2:

м2

Выбираем по ГОСТ 15122-79 дефлегматор двухходовый диаметром 600мм, поверхностью теплообмена 75 м2, длиной труб 4 м. Запас поверхности теплообмена составляет

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Технологическая схема процесса ректификации

Ректификация массообменный процесс который осуществляется путем.. На рис представлена схема ректификационной установки пример расчета которой представлен ниже..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Расчет поверхности теплопередачи дефлегматора

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Материальный баланс колонны и рабочее флегмовое число
  Производительность колоны по дистилляту и кубовому остатку определи

Определение скорости пара и диаметра колонны
  Диаметр колонны определяется по уравнению: где

Определение теоретических и действительных ступеней контакта верхней и нижней частей колонны
  Приняв рабочее флегмовое число R=1,75, с помощью y - x диаграммы, графически определим число теоретических ступеней контакта (рис. 2.4), которое должна обеспечить прое

Высота светлого слоя жидкости на тарелках
  Для колпачковых тарелок высоту светлого слоя жидкости h0 можно определить по уравнению:

Гидравлическое сопротивление тарелок колонны
  Гидравлическое сопротивление тарелок колонны : г

Тепловой расчет ректификационной колонны
  Количество тепла, отнимаемое водой в дефлегматоре , Вт

Толщина тепловой изоляции ректификационной колонны.
  Тепловая изоляция покрывает куб колонны (в нашем случае это отдельный кожухотрубчатый теплообменник), собственно колонну, и дефлегматор. Она служит для уменьшения тепловых потерь в

Определение поверхности теплопередачи
  Поверхность теплопередачи кубового испарителя, дефлегматора, подогревателя исходной смеси, холодильников дистиллята и кубового остатка определяются из основного уравнения теплоперед

Расчет поверхности теплопередачи холодильника дистиллята
Используем для охлаждения дистиллята кожухотрубчатый теплообменник с неподвижными трубными решетками. Охлаждение осуществляется водой. Вода подается в трубное пространство, а дистиллят в межтрубное

Расчет центробежного насоса
  Основными типами насосов, используемых в химической технологии, являются центробежные, осевые и поршневые. В проектируемых ректификационных установках обычно используют центробежные

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги