химический каталог




Проектирование процессов и аппаратов химической технологии

Автор И.Л.Иоффе

С имеет еле--дующие физико-химические характеристики: ра = 995,7 кг/м3; ц.2 = 0,82X1 X 10~3 Пас; H = 0,616 ВтДм-К); С2 = 4184 ДжДкг-К.) [4].

Технологический расчет. Расчет теплообменника проводится в соответствии с общей блок-схемой (см. рис. 5.1).

1. Определение тепловой нагрузки (формула (5.4)):

Q = 5,0 ? 17 807 (105 — 30) = 667 763 Вт.

= 5,3 кг/с.

G,2. Расход воды определяем из уравнения теплового баланса (5.7):

667 763

4184 (40- 20)

3. Определение средней разности температур при противоточном движе-| нии теплоносителей:

15

105 —> 30

45

: 15

Л/б = 60

= 32,5 °С.

Ввиду того, что Л/о/Л(„ = 60/15 = 4 > 2 определяем Д(ср по формуле} (5.13):

60-15

ср 2,3 lg (60/15)

4. Определение режима движения теплоносителя в трубах.

В соответствии с условием задания для расчета холодильника толуол

целесообразно направить в трубное пространство, а охлаждающую воду

в межтрубное. , 9

Определяем по формуле (5.69), какое число труб диаметром 25X2 мьш потребуется на один ход в трубном пространстве при турбулентном режимег движения. Принимаем ориентировочное значение ReOP = 15 000. Тогда

' п = 5/(0,785 ? 0,35 • 10~3 ? 0,021 ? 15 000) = 58.

Принимаем по [5.8] одноходовой кожухотрубиый теплообменник со еле дующей характеристикой: диаметр кожуха — 325 мм, число труб—61.

104

Уточняем значение критерия Рейнольдса:

Re = 5/(0,785 ? 0,35 ? Ю~3 ? 0,021 ? 61) = 14 206.

Следовательно, режим движения толуола — турбулентный. 5. Определение коэффициента теплоотдачи для толуола выполняется по формуле (5.27)

Тогда

о, =

0,021

ритерий Прандтля для толуола при /icp = 67,5°C: Рг = 0,35 • 1?Г3 ? 1780,7/0,151 = 4,13. 0,151

0,021- 14 206м .4,13°'43 = 583,2 Вт/(м2-К).

6. Определение коэффициента теплоотдачи от стенки к охлаждающей воде.

Критерий Прандтля для воды при t2cp = 30 "С равен 5,56 [4]. Определяем скорость движения воды в межтрубном пространстве:

гов = 5,3/[995,7 ? 0,785 (0,325° - 61 • 0,025°)] = 0,1 м/с. Для определения критерия Рейнольдса находим значение d3: . 0,325»-61-0,025» ппчк, d> = 0,325 +61-0,025 = °'0365 мКритерий Рейнольдса:

Re = 0,1 ? 0,0365 ? 995,7/(0,82 ? Ю-3) = 4210-Следовательно, режим движения— переходный.

Для достижения турбулентного режима движения воды в "межтрубном пространстве теплообменника необходимо увеличить скорость движения воды, для чего нужно установить перегородки.

Принимаем величину критерия Рейнольдса равной 10 000.

Определяем по формуле (5.36) значение критерия Нуссельта:

Nu= 1,72(0,0365- 10000)0-6- 5.560'33— 104,4.

Коэффициент теплоотдачи от стенки к охлаждающей воде (формула (5.24)):

а2 = 104,4 ? 0,616/0,0365 = 1762 Вт/(м2 - К).

Термическое сопротивление загрязнений: со стороны толуола R3I = = 1/5800 м2-К/Вт; со стороны воды гз2 = 1/2500 м2-К/Вт (см. табл. 5.4).

Трубы теплообменника выполнены из нержавеющей стали, коэффициент теплопроводности которой Хст = 17,5 Вт/(м-К) [4].

Коэффициент теплопередачи:

К = 1/(1/583,2 + 0,002/17,5+ 1/5800+ 1/2500+ 1/1762) = 336,8 Вт/(м2 - К).

При наличии перегородок в межтрубном пространстве устанавливается многократный перекрестный ток движения теплоносителей.

Средний температурный напор при перекрестном токе определяется по формуле (5.15).

Для определения коэффициента ед^ необходимо определить коэффициенты Р и R (формулы (5.16)):

При этих значениях Р и R коэффициент ед( равен 0,94 [11].

105

= 0,36.

Степень заполнения сечеиня трубами в продольном потоке: 3,14 0,65

4 ? 1,282 0,866

0,021 .

у)(1-0,36).

4 360 8

Преобразуя уравнение, получаем:

V — 57,33 sin у = 142,5. Методом приближений определяем угол у:

Применяя формулу (5.82), проводим необходимые расчеты для определения ширины перегородки:

3,14 0,3252 V ? 0,325=

— - sin у 1

V sin у 57.33 sin V у—57,33 sin у

90 1 57,33 42,62

120 0,866 49,69 70,31

150 0,5 28,69 121,31

160 0,342 19,6 140,4

161 0,326 18,66 142,3

Таким образом, центральный угол сегмента перегородки у — 161°. Определяем ширину перегородки (см. рис. 5.6). Находим половину центрального угла сегмента:

Y/2= 161,0/2 = 80,50°; cos у/2 = (Ь — r)/r; г = D0/2 = 0,325/2 = 0,1625 м;

cos у/2 — cos 80,50° = 0,165; 0,165= (b — 0,1625)/0,1625; отсюда 6 = 0,189 м.

Определение диаметров патрубков (штуцеров). Схема соединения теплообменников— последовательная, секционная (рис. 5.14). Скорость движения рабочих сред в патрубках (штуцерах) по возможности должна совпадать с рабочей скоростью среды в аппарате, устанавливаемой в расчете. Поэтому скорость воды в патрубках, соединяющих межтрубиые пространства теплообменников, а также толуола, движущегося из аппарата в аппарат по соединяющим их коленам, принимаем приблизительно равными движению этих сред в теплообменнике. =0,284 м/с.

Определяем скорость движения толуола по трубам теплообменника:

14 206-0,35- 10 0,021-820,5

Скорость воды в межтрубном пространстве шв = 0,25 м/с (см. выше). Диаметры патрубков (штуцеров) определяются по формуле (3.4). Определяем диаметры

страница 31
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97

Скачать книгу "Проектирование процессов и аппаратов химической технологии" (3.61Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
финская черепица цена
Межкомнатная дверь Арсенал 5ш ДГФ
таблички наклейки прикольными словами
http://www.kinash.ru/etrade/goods/4264/city/Vladivostok.html

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(24.06.2017)