Реферати

Реферат: Розрахунок кожухотрубчатого теплообмінника

Випадкові величини в статистичній радіотехніці. Основні поняття і характеристика теорем теорії імовірності. Випадкові величини і їхні закони розподілу. Визначення щільності імовірності по гистограмме, суть математичного чекання. Дисперсія як характеристика ступеня розкиданості (розсіювання).

Медиаплан просування товару: "Шоколадні набори "Новорічна колекція А. Коркунов"". Поняття медиапланирования як важливого фактора економічної і комунікаційної ефективності рекламної кампанії. Оптимізація бюджету рекламної кампанії по просуванню шоколадних наборів "Новорічна колекція А. Коркунов" за допомогою розробки медиаплана.

Проблеми коректної побудови систем взаємозалежних індексів. Визначення індексів і їхня класифікація. Що таке індивідуальні індекси, принципи їхнього розрахунку. Особливості базисних і ланцюгових індексів, взаємозв'язок між ними. Загальні індекси, агрегатний індекс цін. Кількість і ціни проданих товарів, факторний аналіз.

Порядок оплати днів непрацездатності на прикладі ТОВ "Параньгинское ПМК" Параньгинского району. Оплата праці: економічна сутність, нарахування і виплата. Основні принципи призначення посібників по непрацездатності. Характеристика документального оформлення для видачі посібника. Бухгалтерський облік розрахунків по виплаті посібників, його удосконалення.

Геологічна будівля Причорноморської низовини. Вивчення географічного розташування, природних ресурсів і клімату Причорноморської низовини. Аналіз мезозойських, кайнозойских, палеогенових і олігоценових відкладень Причорноморської западини. Опису розвитку нижнемелових і верхнемелових утворень.

Дано:

Матеріальний баланс колони:

кг/з

Перерахунок масових % в мольние частки:

Тепловий баланс теплообмінника:

По табл. XLVII (П. Р., 543)

По мал. XI (П. Р., 562)

кал/кг× з Дж/кг× До

Витрата води:

кг/з (Д., 32)

Ф/х властивості води при т-ре 30С

кг/м3

Вт/(м× К)

Па× з

Среднелогаріфмічеська різниця температур:

З

Ф/х властивості суміші метилового спирту і води з масовою часткою метилового спирту 7% при температурі 30 З

кг/м3(т. 1-101, Перрі, 51)

Коефіцієнт динамічної в'язкості суміші розраховується по рівнянню Томаса (ф. 1-91, Перрі, 26):,

де,

температура суміші;

постійна в'язкість, визначувана шляхом підсумовування атомних і структурних складових суміші.

Для суміші метиловий спирт-вода,

(т. 1-14, Перрі, 26)

Таким чином,

Па× з

Коефіцієнт теплопровідності суміші органічних рідин і води з достатньою мірою точності можна полічити по рівнянню Краго (1-70, Перрі, 22):,

де відносна густина суміші рідин по воді, рівна в цьому випадку 0.99

Таким чином

Питому теплоємність розчинів органічних рідин можна полічити по методу Джонсона і Хуанга з допомогою аддитивий становлячих (т. 1-7, Перрі, 15). Для суміші вода-метиловий спирт при вмісті спирту 7% по масі, теплоємність практично рівна теплоємності води при т-ре 30 градусів, або рівна

Дж/(кг× К) (р. XI, П. Р., 562)

Пустимо спирт по трубах, а воду - в межтрубном просторі.

Об'ємна витрата спирту і води:

м3/з (П. Р, 216)

м3/з (П. Р, 216)

Згідно т.4.8 (П. Р., 172) мінімальне значення Kopдля турбулентного режиму становить 250 Вт/(м× К)

Орієнтувальна поверхня складає:

м2м2

В теплообмінних трубах 25х2 мм по ГОСТ 15120-79 швидкість течії спирту при Re1 > 10000 повинна бути не менш:

м/з (П. Р, 216)

Прохідний перетин трубного простору повинен бути не менш:

м2

Кожухотрубчатий холодильник найменшого діаметра 159 мм з числом труб 13 має площу 0.5×10-2м2(табл. 4.12, П. Р, 215). Отже турбулентну течію спирту можна забезпечити тільки в апараті з меншим діаметром трубного простору, т. е. в теплообміннику "труба в трубі".

Варіант 1. Теплообмінник "труба в трубі" (ГОСТ 9930-78).

1.1 Розглянемо апарат, виготовлений з труб 89х4 мм (зовнішня) і 57х3.5 (внутрішня). Швидкість спирту в трубах для забезпечення турбулентного руху повинна бути не менш:

м/з (П. Р.,216)

Число паралельно працюючих труб 57х3.5 мм, при цьому

(П. Р.,217)

Приймемо n=2. Визначимо критерій Рейнольдса і швидкість для спирту:

м/з (П. Р.,217)

(П. Р., 217)

Критерій Рейнольдса відповідає турбулентному руху.

Для води:

(П. Р.,217)

де 0.024 - еквівалентний діаметр, рівний 0.081-0.057

1.2. Складемо схему процесу теплопередачі. По табл. 4.1 (П. Р., 151) знаходимо, що тепловіддача для спирту і води (турбулентний режим у обох рідин) описується ур. 4.17. (П. Р., 154)

Коефіцієнт приймемо рівним 1.

У зв'язку з тим, що температури стінок з боку спирту і води поки невідомі, приймемо співмножник рівним одиниці для обох потоків.

а) Коефіцієнт тепловіддачі для спирту:

Критерій Прандтля для спирту при 25.9 градусах

(П. Р., 217)

Критерій Нуссельта для спирту:

Коефіцієнт тепловіддачі від спирту до стінки:

Вт/(м2× К)

(П. Р., 217)

б) Коефіцієнт тепловіддачі для води.

Критерій Прандтля для води при 30 градусах.

Критерій Нуссельта для води:

Коефіцієнт тепловіддачі від стінки до води:

Вт/(м2× К)

Термічний опір стінки і забруднень (табл. XXXI, П. Р.,531)

Приймемо коефіцієнт теплопровідності матеріалу стінки, рівним коефіцієнту теплопровідності стали, тобто рівним 46.5

м2× До/Вт

Величина теплової провідності 1860 вибрана з розрахунку забрудненої води, оскільки суміш в трубі являє собою воду з домішкою органічної рідини.

Коефіцієнт теплопередачі:

Вт/(м2× К)

Поверхнева густина теплового потоку:

Вт/м2

1.3. Визначимо орієнтувально значення і, виходячи з того, що,

де сума

Знайдемо:

(П. Р., 218)

Отже:

Введемо поправку в коефіцієнти тепловіддачі:

Критерій Прандтля для спирту при

Критерій Прандтля для води при

Уточнений коефіцієнт тепловіддачі для спирту:

Уточнений коефіцієнт тепловіддачі для води:

Виправлені значення:

Вт/(м2× К)

Вт/м2

Розрахункова площа поверхні теплопередачі:

м2

З запасом 10%: м2

Поверхня теплообміну одного елемента довжиною 6 м.:

м2

Число елементів в кожній з двох секцій (гілок):

шт.

Загальне число елементів:

шт.

Варіант 2. Кожухотрубчатий холодильник діаметром 159 мм з трубами 25х2 мм (ГОСТ 15120-79)

Швидкість і критерій Рейнольдса для спирту:

м/з

Швидкість і критерій Рейнольдса для води:

м/з

де 0.9×10-2- прохідний перетин межтрубного простору між перегородками по ГОСТ 15120-79.

де 0.025 - зовнішній діаметр труб, що визначає лінійний розмір при поперечному що обтікаються.

Варіант 2Кожухотрубчатий холодильник діаметром 159 мм з трубками 25х2 мм (ГОСТ 15120-79)

Швидкість і критерій Рейнольдса для спирту:

м/з

Швидкість і критерій Рейнольдса для води:

м/з

де - прохідний перетин межтрубного простору між перегородками по ГОСТ 15120-79.

Для потоку в трубах при Re1 < 10000 значення tcт.1. впливає на вибір розрахункової формули через твір GrPr. Задамося значеннями температур стінки, виходячи з того, що

Приймемо виходячи з попереднього розрахунку (теплообмінник "труба в трубі")

а) коефіцієнт тепловіддачі для води (Re2= 8671.6)

При поперечному обмиванні потоком трубного пучка при Re > 1000 рекомендується співвідношення

Приймемо = 0.6 (157, П. Р.). Критерій Прандтля для спирту:

Тоді

Вт/(м2× К)

б) Коефіцієнт тепловіддачі для спирту (Re1= 6873)

Для вибору розрахункової формули визначимо твір (PrGr) при визначальній температурі - середній температурі прикордонного шара. (П. Р., 154)

З

Фізичні властивості спирту при температурі 27.5 З:

кг/м3(т. 1-101, Перрі, 51)

Па× з

Дж/(кг× К) (р. XI, П. Р., 562)

Для визначення Nu2при даному співвідношенні і Re > 3500 скористаємося табл. 4.4 (П. Р.,155)

У даних межах критерій Нуссельта по формулі 4.28 (П. Р., 155),

де n = 0.11 при нагріванні, n=0.25 при охолоджуванні. У нашому випадку n=0.25.

динамічний коеффицент в'язкості суміші при температурі стінки.

У нашому випадку можна прийняти рівним динамічному коефіцієнту в'язкості при температурі суміші.

Вт/(м2× К)

Коефіцієнт теплопередачі:

Вт/(м2× К)

Поверхнева густина теплового потоку:

Вт/м2

Уточнимо значення

Остаточно і

Розрахункова площа поверхні теплопередачі:

м2.

З запасом 10% м2

Приймаємо до установки апарати довжиною 3 м (ГОСТ 15120-79 (П. Р.,215).

Площа поверхні теплообміну одного апарату по середньому діаметру труб:

м2

Необхідне число апаратів:

Приймемо N = 9. Запас поверхні при цьому складає:

%

Таким чином видно, що перший варіант теплообмінника ( "труба в трубі") має меншу металлоемкость і більше число Рейнольдса в порівнянні з кожухотрубчатим теплообмінником.

Проведемо розрахунок економічних параметрів теплообмінника "труба в трубі".

Табл. 1. "Технічні характеристики теплообмінника"

Показники

Трубний простір

Межтрубноє простір

Середа

Найменування

Метанол

Вода

Токсичность

Токсична

нетоксична

Вибухонебезпека

невибухонебезпечна

невибухонебезпечна

Агресивність

Агресивна

Неагресивна

Температура

93.5 (на вході)

40 (на виході)

Робочий тиск, МПа

Ємність апарату, м 3

Поверхня теплообміну, м 2

2.81

Матеріал деталей апарату, дотичних з метанолом - сталь Х18Н9Т ГОСТ 5632-72, інші ст. 3 ГОСТ 380-71.

Матеріал герметизуючих прокладок - картон азбестовий ГОСТ 2850-58.

Матеріал прокладок в різьбових з'єднаннях - алюміній марок А95, А85, А8, А7, А6, А5, А0, А (ГОСТ 11069-64).

Число елементів в кожній з двох секцій (гілок):

шт.

Загальне число елементів:

шт.

Таким чином, витрати на елементи теплообмінника з розрахунку 100 крб. за елемент становитимуть 1100 рублів. Маса апарату "труба в трубі" - 2200 кг.