Расчет установки для конденсации и охлаждения паров уксусной кислоты

курсовая работа

3.2 Расчет теплообменного аппарата

Рассчитать горизонтальный кожухотрубчатый теплообменник для охлаждения уксусной кислоты 70%. Охлаждающий агент-вода.

Начальная и конечная t уксусной кислоты 70%

н =1030С; к =300С

Начальная и конечная t воды.

н =180С; к=380С

Индекс (1) для горячего теплоносителя (уксусной кислоты ) индекс (2) для холодного теплоносителя (вода). Определяем расход теплоты и расход холодной воды.

Температурная схема

103-30;

38-18;

?tб=65; ?tм=12

Средняя разность температур рассчитывается по уравнению

?tср = = 21.4

Средняя температура уксусной кислоты

Средняя температура воды

= - ?tср = 66.5 - 21.4 =45.10С

Количество теплоты, отнимаемой от уксусной килоты с учетом потерь тепла в размере 5% равно

Q=1,05*G1*c1*(t1н-t1к) =1.05 *2.6* 2840 * (103 - 30) = 565983.6 Вт.

Где С1= 2840 Дж/кг К - средняя удельная теплоемкость уксусной кислоты (таблица А8)

где с2-4190 Дж/кг К удельная теплоемкость уксусной кислоты

Определение объемных расходов воды и уксусной кислоты

где =1026 кг/м3- плотность пива жигулевского при 66.50С

Объемный расход воды равен

где = 992 кг/м3 - плотность воды при t = 45.10C

Подбор теплообменных аппаратов. Ориентировочно определяем максимальную величину площади поверхности теплообмена. Минимальное значение коэффициента теплоотдачи для случая теплообмена от жидкости к воде Кмин = 500 Вт/м3*К. При этом:

Для обеспечения турбулентного течения воды при Re210000, скорость в трубах должна быть больше

где = 0,549*10-3 Па*с - динамический коэффициент вязкости воды при t 45.10С

Число труб диаметром 25х2мм, обеспечивающих объемный расход воды при Re10000

Условно n < 74.4 и F < 102 м2 удовлетворяет шести ходовой теплообменник, диаметром корпуса 800 мм с числом труб на 1 ход трубного пространства n=384/6=64

Уточняем значение критерии Re2

Re2=10000

Для переходного режима вид критериального уравнения определяется по:

0,25

0.021 * 1584.8*1.6*1 = 53.2

Отношение 0,25 принимаем =1

Критерий Pr2

=

где =0.63 Вт/м*К, коэффициент теплопроводности воды

Коэффициент теплоотдачи

Расчет коэффициента теплоотдачи?

Уксусная кислота 70% перемещается в межтрубном пространстве кожухотрубчатого теплообменника с сегментными поперечными перегородками. Для данного случая теплообмена при Re21000 для шахматных пучков критерий Нуссельта рассчитывается по формуле

0,25

Определяющая температура - средняя температура жидкости, определяющий размер - наружный диаметр трубы.

Расчетная скорость потока.

где - площадь проходного сечения межтрубного пространства между перегородками, м2

Критерий Рейнольдса равен

Критерий Pr1

где = 0.1624 Вт/м*К-коэффициент теплопроводности уксусной кислоты 70% при 66.50С

= 0.14* 1.16 = 0.1624

Критерий Нуссельта рассчитывается по формуле

0,25

Nu1=0,4*0,6*554.30,6*507.10,36*0,93=92.7

Рассчитываем коэффициент теплоотдачи

где - коэффициент теплоотдачи от горячего теплоносителя к стенке,

Термическая проводимость стенки равна

где - термическое сопротивление стенки и загрязнений .

Коэффициент теплопередачи равен

Расчетная площадь поверхности теплопередачи

К установке принимаем D=800мм; число труб 384; длина труб=2м.

Делись добром ;)