тепла, підводіма з теплоносієм, буде:
.
Витрати теплоносія:
,
де85 и 80 - початкова й кінцева температури теплоносія відповідно, ° С;
, 9 - ККД теплообмінніка.
Таблиця 3.9 - Тепловий баланс спіртовіпарювача
ПріхідкВт% ВітратакВт% 1. Тепловий потік метанольна-водної суміші68,372,831. Тепловий потік парогазової суміші209,1198,662. Тепловий потік теплоносія2317,1595,922. Тепловтраті на віпар2182,78790,353. Тепловий потік повітря30,3051,253. Тепловтраті в Навколишнє середовіще23,9190,99Разом2415,825100Разом2415,825100
3.3.3.3 Розрахунок спіртовіпарювача
Необхідну площу поверхні теплообміну визначаються Із Рівняння теплопередачі [7, (4.72), с. 168]:
Q=К · F? Дt ср, (3.8)
де Q - тепловий потік через поверхню теплообміну, Вт;
К - коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м 2 · К);
Дt ср - середня Різниця температур гарячого й холодного теплоносія, 0 С; - поверхня теплообміну, м 2.
метанольна-водна суміш нагрівається від 25 до 75 ° С, а теплоносій охолоджується з 85 до 80 ° С:
° С 80 ° С
° С 25 ° С
Дt б=80 - 25=55 ° С,
Дt м=85 - 75=10 ° С.
.
Коефіцієнт теплопередачі візначається за формулою [7]:
(3.9)
де - КОЕФІЦІЄНТИ тепловіддачі для гарячого й холодного теплоносія, Вт/(м2 · ДО);
- сума термічніх опорів всех шарів, з якіх складається стінка, (м2 · К)/Вт
Коефіцієнт теплопередачі від конденсату до стінкі труби візначається по Формулі [6]:
(3.10)
Таблиця 3.10 - Деякі Фізичні Властивості метанолу, парового конденсату ї метанольна-водної суміші [7]
Речовінаt, ° Зс, кг/м 3 м · 10 6, Па · сн · 10 6, м 2/сс, кДж/(кг · К) л • 10 2, Вт/(м · К) в • 10 4, К - 1 Конденсат паровий55985,5509,50,5174,1865,354,882,5365,585970,25344,50,3454,1967,756,64Метанол55760,5373,50,4912,6820,591,29Метанольно-водна суміш77,5-320,33-3,4234,44-55828414,30,4993,1334,022,34
ШВИДКІСТЬ руху конденсату у міжтрубному пространстве:
.
При такій швідкості руху конденсату у міжтрубному пространстве крітерій Рейнольдса:
,
Де.
Візначімо Критерії Прандтля ї Грасгофа [7]:
;
;
, режим руху ламінарній; крітерій Нуссельта розраховують по Формулі [7]:
, (3.11)
Де
Ре=Re * Pr
.
Таким чином, коефіцієнт тепловіддачі від конденсату трубі:
.
Пріймаємо ШВИДКІСТЬ руху метанольна-водної суміші в трубному пространстве 0,1 м/с, тоді крітерій Рейнольдса:
.
.
Крітерій Прандтля при температурі стінкі:
.
;
,
режим руху перехідній; крітерій Нуссельта візначаємо по графічній залежності [7]:
.
Таким чином, коефіцієнт тепловіддачі від труби метанольна-водної суміші:
.
Сума термічніх опорів стінкі труби з урахуванням шарів ЗАБРУДНЕННЯ:
Уr ст=r 1 + д/л + r 2, (3.12)
де r 1, r 2 - Опір шарів ЗАБРУДНЕННЯ по обидвоє боки стінкі труби [7], м 2 · ДО/Вт;
д - товщина стінкі труби, м;
л - теплопровідність нержавіючої Сталі [7], Вт/(м · К).
Уr ст=0.0004 + 0,002/17,5 + 0,00017=0,00166 м 2 · К/Вт
Таким чином, коефіцієнт теплопередачі буде:
.
поверхні нагрівання візначаємо за рівнянням:
.
Запас поверхні теплообміну складі:
.
3.3.4 Технологічний розрахунок підконтактного холодильника
3.3.4.1 Призначення, Пристрій и основні розміри
Підконтактній холодильник призначеня для Швидкого охолодження контактного газу до 140 - 160 ° С щоб избежать формальдегіду, что розклався.
Для установки избран вертикальний сталевий Кожухотрубчасті теплообмінник Із протіточнім рухом теплоносія у міжтрубному пространстве и контактному газі у трубному пространстве. Теплоносій - ціркуляційній конденсат ( р =0,3 МПа, t=80 ° С).
У холодильника Передбачення Шахов Розташування труб (по вершинах правильних шестікутніків). Температурні напруги, віклікувані різніцею температур между кожухом и трубами, могут привести до руйнування апарата; щоб избежать цього на кор...
