б) на виході t 2к=130 ° С.
Так, як обидві речовини мають майже газоподібний стан, в'язкість їх мала, то в трубному та міжтрубному просторі буде турбулентний режим.
Визначення поверхні нагрівання й попередній вибір типу теплообмінного апарату по каталогу.
Даний теплообмінний апарат є за своїм призначенням холодильником, конденсируя гази, що виходять з колони поділу К - 1 в спеціальну ємність Е - 1. Охолодження сировини виробляється газом Етилбензол. Основні фізико-хімічні властивості середовищ представлені в таблиці 4.6.
Таблиця 4.6 - Фізико-хімічні характеристики середовищ
ПараметрОртоксілолЕтілбензолПлотность,? кг/м 3 .652,92680,29Вязкость динамічна,? Па? С.0,122 · 10 - 3 0,128 · 10 - 3 В'язкість кінематична,? м 2 /с.3,188·10 - 6 0,191 · 10 - 3 Питома теплоємність, С р Дж/(кг? К) .2212,792120,94Коеффіціент теплопровідності,? Вт/(м? К) .0,0790,082Теплота конденсації водяної пари, кДж/кг 1928,91846,71
Складемо рівняння теплового балансу.
Кількість теплоти виділене гарячим теплоносієм, має дорівнювати кількості теплоти отриманому холодним теплоносієм.
=Q з=Q в.п. , (4.23)
де Q с - кількість тепла, одержуване в теплообміннику від водяної пари, Вт; в.п - кількість тепла, яке передається в теплообміннику від водяної пари, Вт;
Q - загальна кількість тепла, Вт
Але так як ми не можемо отримати ідеальну систему без втрат, як теплових (витрата тепла в атмосферу), так і витоків, то величини теплових потоків розрізняються на значення коефіцієнта корисної дії (ККД), його приймають рівним ? =0,95.
, (4.24)
де - масова витрата сировини, кг/с;
- теплоємність сировини, Дж/кг · К;
- температура входу сировини, ° С;
- температура виходу сировини, ° С;
- масова витрата ортоксілола, кг/с;
Підставивши вихідні дані, у формулу (4.24) отримаємо
.
Кількість переданого тепла
Вт;
.
Орієнтовна поверхня теплообміну апарату визначається за формулою
, (4.25)
де К ор - орієнтовнії коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м 2? К);
? t ср - середня різниця температур між потоками,? С.
Середня різниця температур між потоками обчислюється за формулою
, (4.26)
, (4.27)
де, (4.28)
. (4.29)
Підставивши дані у формули (4.26) - (4.29), одержимо
? С;
? С;
? С;
? С;
? С.
Для попереднього вибору теплообмінного апарату приймаємо з таблиці К=50 Вт/м 2? К, як при передачі тепла від конденсуються парів до рідини.
Підставивши дані у формулу (4.25), отримаємо
м 2.
Зробимо вибір по каталогу [8] всіх типів теплообмінних апаратів, які можуть бути застосовані при заданій поверхні теплообміну. ??
Вибираємо 2 теплообмінних апарат типу ТН, виходячи з поверхні теплообміну рівний F=1419,6/2=765 м 2, тиск Р у=1,6 МПа. Основні характеристики теплообмінника представлені в таблиці 4.7.
Таблиця 4.7 - Основні характеристики теплообмінника
Умовне позначення аппаратаДіаметр кожуха внутрішній, ммДавленіе в кожусі, Ру, МПаЧісло ходів по трубамНаружний діаметр труб, ммПоверхность теплообміну, м 2? 5% при довжині прямої ділянки труб, 6000ммПлощадь прохідного перерізу одного ходу по трубах м 2 ? 5% ТНГ12001,6221765 0,0260
умовне позначення: теплообмінник +1200 ТНГ - 1,6 - М1/25Г - 6 - 2 - У - І по ТУ 26-02-1090-88.
Уточнений розрахунок поверхні теплообмінного апарату і остаточний вибір типу теплообмінного апарату.
Поверхность теплообмінного апарату обчислюється за формулою
, (4.30)
де К ут - уточнений коефіцієнт теплопередачі, який обчислюється за формулою
, (4.31)
де? 1 і? 2 - коефіцієнти тепловіддачі на внутрішній та зовнішній поверхнях трубок;
S ст і? ст - тов...
