Гидравлический расчет кожухотрубного теплообменника

 

8.1 Рассчет гидравлического сопротивления для трубного пространства (оборотная вода)

Скорость движения воды в трубах:

 

где  - расход оборотной воды, кг/с

- диаметр трубки, м

 - плотность воды (по табл. XXXIX [1] при )

 - количество труб

- число ходов

Коэффициент трения:

 

где - относительная шероховатость труб

Δ - высота выступов шероховатостей, м

Скорость воды в штуцерах:

 

где - диаметр условного прохода штуцеров (по табл. 2.6 [2] )

Гидравлическое сопротивление воды в трубном пространстве:

 

8.2 Рассчет гидравлического сопротивления для межтрубного пространства (конденсация паров )

Число рядов труб, омываемых потоком в межтрубном пространстве:

Число сегментных перегородок:

 (по табл. 2.7 [2] при )

Скорость потока в штуцерах:

 

где - диаметр условного прохода штуцеров к кожуху (по табл. 2.6 [2] )

- плотность пленки конденсата (при )

Скорость потока в наиболее узком сечении межтрубного пространства:

 

Гидравлическое сопротивление толуола в межтрубном пространстве:

Рассчет гидравлического сопротивления для межтрубного пространства (конденсат)

Скорость потока конденсата в штуцерах:

 

где - диаметр условного прохода штуцеров к кожуху (по табл. 2.6 [2] )

- плотность конденсата (по табл. ХХХIX [1] при )

Скорость конденсата в наиболее узком сечении межтрубного пространства:

 

 

Гидравлическое сопротивление конденсата в межтрубном пространстве:

 

Механические расчеты

 

Расчет толщины обечайки

 

Принимаем толщину обечайки 8 мм

где D - наружный или внутренний диаметр обечайки, м

p - внутреннее избыточное давление, МПа

 - допускаемое напряжение на растяжение для материала обечайки, МН/м² ()

 - коэффициент, учитывающий ослабление обечайки из-за сварного шва, (для стали =1, т.к. берем обечайку, изготовленную из бесшовной трубы)

С_к - запас на коррозию, мм

С_окр - прибавка округления толщины детали до номинального размера, мм

Расчет толщины днищ

 

где R - радиус кривизны в вершине днища, м (для эллиптических днищ R=D с H=0.25D)

, т.к. днище берем днище, изготовленное штамповкой

Принимаем толщину днища 8 мм

Заключение

 

По ГОСТу 15121-79 рассчитан и запроектирован кожухотрубчатый конденсатор-холодильник для насыщенных паров толуола

Параметры кожухотрубчатого конденсатора:

·   площадь поверхности теплообмена

·   запас по поверхности теплообмена

·   диаметр кожуха

·   число ходов

·   трубы 25*2 мм

·   длина труб

·   число труб

·   тепловая нагрузка

·   масса

Параметры паров толуола (межтрубное пространство):

Расход

Температура на входе

Температура на выходе

Гидравлическое сопротивление конденсата

Гидравлическое сопротивление пара

Параметры оборотной воды (трубное пространство):

Расход

Температура на входе

Температура на выходе

Гидравлическое сопротивление воды

Список литературы

1.  Примеры и задачи курсу процессов и аппаратов химической технологии. К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков: М.: ООО «РусМедиаКонсалт», 2004. - 576 с.

2. Основные процессы и аппараты химической технологи. Пособие по проектированию. Под ред. Ю.И. Дытнерского, 3-е изд., стереотипное. М.: ООО ИД «Альянс», 2007 - 496с.

.   А.А. Лащинский. Конструирование сварных химических аппаратов: справочник. - Л.:Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1981. - 382 с., ил.

4. А.Г. Касаткин. Основные процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов.-10-е изд., стереотипное, доработанное. Перепечатка с изд.1973г.- Москва: ООО ТИД «Альянс», 2004.-753с.;