Подбор и проверочный расчет теплообменника

Ориентировочно определяем максимальную величину площади поверхности теплообмена.

Выбираем коэффициент теплопередачи из [8].При передаче тепла от газа к жидкости принимаем. K 60 Вт/(м ×К)   , тогда       

                                                               (3.4)

где поверхность теплообмена, .

количество тепла, Вт.

коэффициент теплопередачи,

средняя разность температур,

Принимаем трубы размером . Целесообразно направить в трубное пространство воду - холодный теплоноситель, а газ в межтрубное пространство.Это позволит избежать образования отложений на поверхности металла. Принимаем ориентировочное значение РейнольдсаRe=15000. Число труб, обеспечивающих объёмный расход смеси, определяем из соотношения n/z, где n – количество труб, z – число ходов теплообменника

                                (3.5)

Из табл. 2.3, стр. 51 [2] выбираем стандартный 6-ти ходовой кожухотрубчатый холодильник по ГОСТ 15120 – 79:

- поверхность теплообмена 46 м²

- длина труб 3 м

- диаметр труб 25 2 мм

- диаметр кожуха 600 мм

- общее число труб 196

-число ходов 6.

Уточняем значение критерия Рейнольдса:

                                                  (3.6)

Критерий Прандля для воды :

                                                                                               (3.7)

                                 

Принимаем

                              

                                                                                 (3.8)

Определение коэффициента теплоотдачи от стенки к газовой смеси. Определяем критерий Рейнольдса:

                                                                                                     (3.9)

G_г = 75394,93 кг/ч = 20,94 кг/с

S_мтр - площадь сечения потока в межтрубном пространстве между перегородками для выбранного теплообменника равна 0,045 м² (табл. 2.3, стр. 51 [2]).

Динамическую вязкость газовой смеси при температуре 200 ^оС определяют по фор­муле1.11, стр. 15 [5]

                         (3.10)

где М_см, М₁, М₂ ... М_i – относительные молекулярные массы смеси газов и ее компонентов;

  μ_см, μ₁, μ₂ ... μ_i– динамические вязкости газов и ее компонентов, Па·с; ,

  х_см, х₁, х₂ ... х_i– молярная доля компонентов в смеси.

Коэффициенты динамической вязкости компонентов контактного газа при температуре 58 ^оС определим по таблице приложенияXIII, стр. 822 [11]. Расчет динамической вязкости продуктовой газовой смеси приведен в табл. 3.1:

 

Таблица 3.1 - Расчет динамической вязкости продуктовой газовой смеси

Компонент	Mi	xi, доли ед.	Mi xi	μi· 107, Па·с	(Mi xi/ μ i) · 107
Сl2	71	0,0007	0,0497	210	0,00024
N2	28	0,5602	15,6856	246	0,06376
О2	32	0,0296	0,9472	290	0,00327
СО	28	0,0068	0,1904	246	0,00077
СО2	44	0,0142	0,6248	226	0,00276
HCl	36,5	0,0011	0,04015	229	0,00018
H2О	18	0,2015	3,627	161	0,02253
СН4	16	0,0023	0,0368	161	0,00023
С2Н6	28	0,0024	0,0672	114	0,00059
С2H4Cl2	99	0,178	17,622	229	0,07695
Сумма		1	38,8909		0,17128

          μ_см = 227,06 · 10^-7Па·с.

 

Для газов как при нагревании так и при охлаждении:

Для многоатомных газов при расчете рекомендуемое для расчетов значение:

                       (3.11)

Теплопроводность газовой смеси при температуре 200 °С определяем по формуле:

                          λ_см=λ₁у₁+λ₂у₂ + ... +λ_iу_i,                                    (3.12)

гдеy₁, y_{2 ...} у_i – массовые доли компонентов газовой смеси, y₁, y_{2 ...} у_i теплопроводность компонентов смеси, определяем по приложению XIII, стр. 822 [11]:

Компонент	yi, доли ед.	λi, Вт/(м×к)	λiуi. Вт/(м×к)
Сl2	0,00128	0,0124	0,000016
N2	0,40332	0,0385	0,015528
О2	0,02436	0,0407	0,000991
СО	0,00490	0,0365	0,000179
СО2	0,01607	0,0309	0,000496
HCl	0,00103	0,0124	0,000013
H2О	0,09326	0,033	0,003078
СН4	0,00095	0,0519	0,000049
С2Н6	0,00173	0,024	0,000041
С2H4Cl2	0,45311	0,0124	0,005619
Сумма	1		0,026010

 

                                     λ_см = 0,02601 Вт/(м×к)

Сопротивление стенки и загрязнений определяем по формуле:

                                                                           (3.13)

где   δ_ст – толщина стенки трубы, равная 0,002 м,

λ_ст – теплопроводность стали, равная 46,5 ;

r_загр1 – сопротивление загрязнений со стороны воды, ;

r_загр2 – сопротивление загрязнений со стороны газовой смеси, .

По табл. ХХХI, стр. 531 [8] принимаем 1/r_загр1 = 5800  и 1/r_загр2 = 11600

Коэффициент теплоотдачи

                                                              (3.14)

 Вт/(м²×К)

Расчетная площадь поверхности теплообменника

 =

     Определим запас площади поверхности теплообмена.

Запас площади поверхности теплообмена достаточен.

 

 

---

Дата добавления: 2020-11-27; просмотров: 220; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!