Подбор теплообменника для конденсации смеси ацетон-вода. Конструкция вертикального кожухотрубчатого теплообменника жесткого типа. Сравнительный анализ конструкций одноходового и двухходового теплообменников, Часть конденсата выводится из дефлегматора в виде готового продукта. Вертикальные теплообменники более просты в эксплуатации и Часть конденсата выводится из дефлегматора в виде готового продукта Одноходовой теплообменник с числом труб 62 и внешним сечением кожуха 325 мм. Теплообменники с U-образными трубами ( рисунок 4) применяют для нагрева.
Расчет теплообменника для нагрева толуола. Диплом. Читать текст оnline - 1. Введение. Процессы теплообмена имеют большое значение в химической, энергетической, металлургической, пищевой и других отраслях промышленности. В теплообменных аппаратах теплопередача от одной среды к другой через разделяющую их стенку обусловлена рядом факторов и является сложным процессом, который принято разделять на три элементарных вида теплообмена: теплопроводность, конвекцию и тепловое излучение. На практике эти явления не обособлены, находятся в каком- то сочетании и протекают одновременно. Теплообменниками называют аппараты, предназначенные для передачи тепла от одних веществ к другим. Вещества, участвующие в процессе передачи тепла, называются теплоносителями.
Теплоносители, имеющие более высокую температуру, чем нагревающая среда, и отдающие тепло, принято называть нагревающими агентами, а теплоносители с более низкой температурой, чем среда, от которой они воспринимают тепло, - охлаждающими агентами. В химической промышленности применяют теплообменные аппараты различных типов и конструкций.
Примером такого теплообменника может служить наиболее распространенный в системах горячего водоснабжения водо водяной подогреватель ВВП. Также при одноходовой схеме меньше происходит накопление отложений и накипи на поверхностях труб..
К числу наиболее часто применяемых поверхностных теплообменников относятся кожухотрубчатые теплообменники. В кожухотрубчатом теплообменнике одна из обменивающихся сред движется внутри труб ( в трубном пространстве ), а другая - в межтрубном пространстве.
- Вертикальные (при этом устройство котла может содержать не только 1, но и несколько паровых барабанов). Найдите готовые чертежи такого устройства, которое полностью Как почистить теплообменник газового котла?
- Вертикальный кожухотрубный теплообменник. трубчатый теплообменник чертеж. Известен теплообменный одноходовой вертикальный аппарат, состоящий из кожуха и приваренных к нему трубных решеток..
- Однофазные потоки, кипение и конденсация по горячей и холодной сторонам теплообменника с вертикальным или горизонтальным исполнением. На рисунке а) изображен одноходовой теплообменник с прямыми трубками жесткой конструкции..
- Теплоообменник NX250L, готовый к отгрузке. возможно в одноходовом теплообменнике NX без. Конструкция одноходового. вертикальное.
- . ВГУИТ Кафедра ТЖ, ПАХПП Чертеж по дисциплине ПАХТ На тему. чертеж Теплообменник вертикальный кожухотрубчатый диаметр 600мм. Проект одноходового кожухотрубчатого теплообменника для .
- Курсовые, расчеты, чертежи, по ДМ, ПиАХТ, МАХП » Готовые работы » Кожухотрубные теплообменники ». Теплообменник одноходовой вертикальный D=159 мм..
- Рациональная конструкция радиаторов и. вертикальных труб (так называемые вертикальные термосифонные Одноходовой кожухотрубчатый теплообменник : 2.5 показаны готовые трубные пучки с перегородками до.
Однохододовые и многоходовые теплообменники могут быть вертикальными или горизонтальными. Вертикальные теплообменники более просты в эксплуатации и занимают меньшую производственную площадь. Горизонтальные теплообменники изготавливают обычно многоходовыми и работают при больших скоростях участвующих в теплообмене сред для того, чтобы свести к минимуму расслоение жидкостей вследствие разности их температур и плотностей, а также устранить образование застойных зон. Стекая вниз по колонне, жидкость взаимодействует с поднимающимся вверх паром, образующимся при кипении кубовой жидкости в кипятильнике 2. Начальный состав пара примерно равен составу кубового остатка Xw, т.
В результате массообмена с жидкостью пар обогащается легколетучим компонентом. Для более полного обогащения верхнюю часть колонны орошают в соответствии с заданным флегмовым числом жидкостью (флегмой) состав XP, которая получается в дефлегматоре 3 путем конденсации пара, выходящего из колонны.
Затем жидкость направляется в делитель флегмы 4. Часть конденсата выводится из дефлегматора в виде готового продукта разделения - дистиллята, который охлаждается в теплообменнике 6, и направляется в сборник дистиллята 1. Из кубовой части колонны насосом 1. Таким образом, в ректификационной колонне осуществляется непрерывный неравномерный процесс разделения исходной бинарной смеси на дистиллят с высоким содержанием легколетучего компонента и кубовой остаток, обогащенный труднолетучим компонентом. Схема ректификационной установки. Принципиальная схема ректификационной установки представлена на рис.
Исходная смесь из промежуточной емкости 9 центробежным насосом 1. Нагретая смесь поступает на разделение в ректификационную колонну 1 на тарелку питания, где состав жидкости равен составу исходной смеси XF.
Задание на проектирование. Рассчитать теплообменник для нагрева толуола от tн = 5. С до tк = 1. 00. 0С.
Расход толуола 2. Нагрев производится насыщенным водяным паром ризб = 2,5 кг/см. Расчет тепловой нагрузки. В трубы запустим толуол, в межтрубное пространство - пар.
Трубному пространству присвоим индекс «1», межтрубному - индекс «2». Найдем температуру конденсации водяного пара при давлении 2,5 кг/см. Она составляет 1. С. [1, табл. LVII]Составим температурную схему процесса: Определим среднюю разность температур: ССредняя температура толуола: Расход толуола: кг/с. Найдем плотность толуола при его средней температуре: кг/м. Объемный расход толуола равен: м.
Удельная теплоемкость толуола при его средней температуре: Дж/(кг·С)Определим расход теплоты на нагрев толуола: Дж. Определим удельную теплоту конденсации греющего пара: к. Дж/кг. Расход греющего пара с учетом 7%- х потерь составит: кг/см. Ориентировочно определяем максимальную величину площади поверхности теплообмена.
По табл. 4. 8 минимальное значение коэффициента теплопередачи для случая теплообмена от конденсирующегося водяного пара к органическим жидкостям Кмин = 1. Вт/(м. 2·К). м. 2. Ориентировочный выбор теплообменника. Для обеспечения интенсивного теплообмена попытаемся подобрать аппарат с турбулентным режимом течения теплоносителей.
В теплообменных трубах Ø2. ГОСТ 1. 51. 20- 7. Re. 2 > 1. 0 0. Найдем коэффициент вязкости для толуола: Па·с [2, номограмма 2. Число труб Ø2. 5 х 2 мм, обеспечивающих объёмный расход смеси бензол- толуол при Re.
Условиям n < 9. F < 9. 5,1. 1 м. Одноходовой теплообменник с числом труб 6. Двухходовой теплообменник с числом труб 1.
Хотя он обладает большим числом труб, чем требуется, различие невелико, и эффективность теплообмена может быть достигнута за счет запаса поверхности. Одноходовой теплообменник. Уточняем значение критерия Рейнольдса для теплообменника Найдем коэффициент теплопроводности для толуола: Дж/(м·ч·К)Критерий Прандтля для толуола: Отношение было принято равным 1,0. Коэффициент теплопередачи равен: Вт/(м. К)Коэффициент теплоотдачи при конденсации водяного пара на пучке горизонтальных труб. Расчет осуществляем приближенно по формуле: Т.
Bt·(n/C)1/3·L1/3. Где ? - коэффициент, для шахматного расположения труб в пучке и при числе рядов труб по вертикали n. B = 1. 4 (табл. 4.
Вt = 1. 10. 5 (табл. Задаем длину труб (по табл.
L = 4 м. Получаем: Вт/(м. К)Коэффициент теплопередачи. Принимаем тепловую проводимость загрязнений со стороны греющего пара и толуола: Вт/(м. К)Коэффициент теплопроводности стали (табл. XXVIII), [1,с. 5. Вт/(м·К)Вт/(м. 2·К)Вт/м.
Поверхностная плотность теплового потока равна: Вт/м. Проверим отношение . Для этого найдем Определим теплоемкость и коэффициенты вязкости и теплопроводности толуола при 8. С: [2, номограмма 4. Па·с [2, номограмма 2. Дж/кг [2, номограмма 3. Критерий Прандтля для толуола: Относительная ошибка расчета: - менее 5%, поэтому расчет можно считать завершенным.
Определение расчетной площади поверхности теплообмена Расчетная площадь поверхности теплообмена: м. Теплообменник с трубами длиной 4 м имеет площадь теплообмена: м. Сопоставление расчетной площади поверхности теплообмена с площадью поверхности выбранного теплообменника. Запас площади поверхности теплообмена: - запас площади теплообмена недостаточен, поэтому рассчитаем второй теплообменник (двухходовой). Двухходовой теплообменник. Уточняем значение критерия Рейнольдса для теплообменника Найдем коэффициент теплопроводности для толуола: Дж/(м·ч·К)Критерий Прандтля для толуола: Отношение было принято равным 1,0. Коэффициент теплопередачи равен: Вт/(м.
К)Коэффициент теплоотдачи при конденсации водяного пара на пучке горизонтальных труб. Расчет осуществляем приближенно по формуле: Т. Bt·(n/C)1/3·L1/3. Вт/(м. 2·К)Коэффициент теплопередачи. Принимаем тепловую проводимость загрязнений со стороны греющего пара и толуола: Вт/(м. К)Коэффициент теплопроводности стали (табл. XXVIII), [1,с. 5.
Вт/(м·К)Вт/(м. 2·К)Вт/м. Поверхностная плотность теплового потока равна: Вт/м. Проверим отношение . Для этого найдем Определим теплоемкость и коэффициенты вязкости и теплопроводности толуола при 8.
С: [2, номограмма 4. Па·с [2, номограмма 2. Дж/кг [2, номограмма 3. Критерий Прандтля для толуола: Относительная ошибка расчета: - менее 5%, поэтому расчет можно считать завершенным.
Определение расчетной площади поверхности теплообмена Расчетная площадь поверхности теплообмена: м. Теплообменник с трубами длиной 3 м имеет площадь теплообмена: м.
Запас площади поверхности теплообмена: - запас площади теплообмена достаточен. Расчет гидравлических сопротивлений. Расчет гидравлического сопротивления кожухотрубчатых теплообменников производится по формулам, приведенным ниже. Скорость жидкости в трубах: м. Коэффициент трения рассчитывается по формуле: Где ?
Диаметр штуцеров к распределительной камере dтр. II. 8.)м/с. В трубном пространстве местные сопротивления: вход в камеру и выход из неё, поворот на 1. Гидравлическое сопротивление трубного пространства равно: Механические расчеты основных узлов и деталей химических аппаратов, расчет толщины обечаек. Толщину тонкостенных обечаек, работающих под внутренним избыточным давлением р (в МПа), следует рассчитать по формуле: где D - наружный или внутренний диаметр обечайки, м? МН/м. 2 (рис. IV. Коэффициент ? учитывает ослабление обечайки из- за сварного шва и наличия неукреплённых отверстий. При отсутствии неукреплённых отверстий ?
Нагрев производится насыщенным водяным паром при абсолютном давлении 0,2. МПа и температуре 1. С. Внутренний диаметр обечайки Dв = 0,4 м, отверстия в обечайки укреплённые, сварной шов - стыковой двусторонний (? Х1. 8Н1. 0Т при 1. С равно ? д = 1. 39 МН/м. Толщина обечайки с учётом запаса на коррозию и округления равна: м. Проверим условие: верно.
Расчет толщины тепловой изоляции. Толщину тепловой изоляции ?
Вт/(м. 2 К): Примем tст. Сtст. 1 = tг. 1 = 5.
С. tв = 2. 0 0. С - температура окружающей среды (воздуха).? Выбирем в качестве материала для тепловой изоляции совелит (8. Вт/(м К)Рассчитаем толщину тепловой изоляции: 6.
Выводтеплообменник нагрев толуол. Целью данной курсовой работы было подобрать теплообменник для подогрева толуола. Были рассмотрены несколько вариантов подходящих по площади поверхности и по числу труб, обеспечивающих объёмный расход при турбулентном течении жидкости, теплообменников. Одноходовой теплообменник имеет недостаточную площадь поверхности теплообмена.
Двухходовой является наиболее подходящим по площади и обеспечивает нужный режим движения теплоносителей. Таким образом, поставленная задача решается применением двухходового кожухотрубчатого теплообменника. Список использованных источников. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л.: Химия, 1. 97. Определение теплофизических свойств газов, жидкостей и водных растворов веществ: методические указания./ Шадрина Е.
М., Волкова Г. В. Иваново.: ИВХТУ, 2.