ою головкою труби розташовані по вершинах квадрата або рівностороннього трикутника; в конденсаторах з плаваючою голівкою - по вершинах рівностороннього трикутника; в испарителях з паровим простором - по вершинах квадрата. Труби в трубних гратах кріплять методом розвальцьовування або обварки з Підвальцювання
До Кожухотрубчасті теплообмінним апаратам з плаваючою головкою відносяться теплообмінники, холодильники, конденсатори типів ТП, ХП, КП і їх модифікації.
До Кожухотрубчасті теплообмінним апаратам з U-подібними трубами відносяться теплообмінники типу ТУ та їх модифікації.
Апарати призначені для теплообміну рідких і газоподібних середовищ в технологічних процесах нафтопереробної, нафтохімічної, хімічної, нафтової, газової та інших галузях промисловості.
Завдання
Розрахувати кожухотрубчасті теплообмінник для охолодження 520м3/год (при нормальних умовах) природного газу від t1н. =46 ° С док=13 ° С.
Склад природного газу (за нормальних умов):
КомпонентОб'ем, м3Об'емний склад,% Метан (СН4) 444,685,5Етан (С2Н6) 45,248,7Бутан (С4Н10) 20,283,9Пропан (С3Н8) 9,881,9Ітого: 520,0100,0
Тиск природного газу pабс=23атм. Холодоагентом є той же газ під тим же тиском, але з температурою, що змінюється від - 35 до + 20 ° С.
? t м=t1н - t2к=46 - 20=26? С;
? t б=t1к - t2н=13 - (- 35)=48? С.
Середня різниця температур:
де? t б - велика різниця температур,? С;
? t м - менша різниця температур,? С.
Для наближеного розрахунку теплових напружень знайдемо середнєарифметичну температуру того теплоносія, абсолютна зміна температур якого найменше. Так, якщо:
,
то середня різниця температур теплого природного газу:
Середню температуру іншого теплоносія, холодного природного газу, визначимо за формулою:
I. Теплове навантаження
Підрахунок тепла, що виділяється при охолодженні природного газу від 46 до 13 ° С, ведеться за окремими компонентами.
Прийняті надалі щільності газів у кг/м3 (при 0 ° Сі 760 мм рт. ст.) із додатку I:
КомпонентПлотность, кг/м3Метан (СН4) 0,72Етан (С2Н6) 1,36Бутан (С4Н10) 2,673Пропан (С3Н8) 2,02
Масове кількість газів:
КомпонентОб'ем, м3Плотность, кг/м3Массовое кількість газів, кг/чМетан (СН4) 444,60,72320,112Етан (С2Н6) 45,241,3661,5Бутан (С4Н10) 20,282,67354,2Пропан (С3Н8) 9,882,0219,96Ітого: 455,8
Охолодження метану
де - кількість метану, кг/ч.;
- теплоємність метану при 29 ° С, Дж/(кг · град).
Дж/(кг · град), (рис. 5).
- початкова температура суміші, ° С.;
- кінцева температура суміші, ° С ..
Охолодження етану:
де - кількість етану, кг/год, кг/год;
- теплоємність етану при 29 ° С, Дж/(кг · град),
Дж/(кг · град), (рис. 5).
- початкова температура суміші, ° С.;
- кінцева температура суміші, ° С ..
Охолодження бутану:
де - кількість бутану, кг/ч.;
- теплоємність бутану при 29 ° С, Дж/(кг · град),
Дж/(кг · град), (рис. 5).
- початкова температура суміші, ° С.;
- кінцева температура суміші, ° С ..
Охолодження пропану:
де - кількість пропану, кг/ч.;
- теплоємність пропану при 29 ° С, Дж/(кг · град),
(Дж/(кг · град), (рис. 5).
- початкова температура суміші, ° С.;
- кінцева температура суміші, ° С ..
Загальна кількість тепла, що передається в теплообміннику: заг=qСН4 + qС2Н6 + qС4Н10 + qС3Н8=
=6749 + 1071,6 + 894,4 + 457,4=9172,4 Вт
Визначення фізичних констант охолоджуваного газу.
Щільність суміші при нормальних умовах:
- масове кількість газів, кг/год;
- кількість природного газу, що надходить на охолодження в теплообмінник, м3/ч.
Щільність суміші при робочих умовах (t=29 ° C і атм):
де - тиск природного газу в робочих умовах, атм;
- температура при нормальних умовах,;
- тиск при нормальних умовах, р0=760 мм рт.ст. =101300 Н/м2=1 атм;
- середня разностьтемператур теплого природного газу, ° К.
Визначимо теплоємність суміші при 29 ° C.
Вплив тиску не враховуємо, оскільки при 23атм. воно незначно (наприклад, теплоємності повітря при 1 і 6 атм відрізняються вс...
