ач; 4 - кип'ятильник; 5 - колона ректифікації; 6 - дефлегматор; 7 - холодильник дистиляту; 8 - ємність для збору дистиляту; 10 - холодильник кубової рідини; 11 - ємність для кубової рідини
3. Опис конструкції апарату та обгрунтування його вибору
Кожухотрубчасті теплообмінники - найбільш поширена конструкція теплообмінної апаратури. Залежно від призначення кожухотрубчатиє апарати можуть бути теплообмінниками, холодильниками, конденсаторами і випарниками; їх виготовляють одно-і багатоходовими.
Конструктивне оформлення машин і апаратів, застосовуваних у хімічній і харчовій промисловості, нерозривно пов'язано з їх функціональним призначенням і повністю визначається характером і технологічними параметрами протікають у них процесів. При цьому конструкція хімічного і харчового обладнання повинна не тільки відповідати вимогам найдосконаліших технологій, а й мати також міцністю, високою надійністю, бути легкою, естетичної та вимагати якомога меншої витрати дорогих і дефіцитних матеріалів. Для забезпечення поєднання міцності і надійності харчової та хімічної апаратури з її економічністю і малою матеріаломісткістю на стадії проектування необхідно провести детальний механічний (міцнісний) розрахунок кожного вузла і деталі новостворюваного обладнання.
Для підведення і відведення робочих середовищ (Теплоносіїв) апарат забезпечений штуцерами. Один з теплоносіїв в цих апаратах рухається по трубах, інший - в міжтрубному просторі, обмеженому кожухом і зовнішньою поверхнею труб. Особливістю апаратів типу Н є те, що труби жорстко з'єднані з трубними гратами, а решітки приварені до кожуха. У зв'язку з цим виключена можливість взаємних переміщень труб і кожуха; тому апарати цього типу називають ще теплообмінниками жорсткої конструкції. Труби в кожухотрубчастих теплообмінниках намагаються розмістити так, щоб зазор між внутрішньою стінкою кожуха і поверхнею, що огинає пучок труб, був мінімальним; в іншому випадку значна частина теплоносія може минути основну поверхню теплообміну. Для зменшення кількості теплоносія, що проходить між трубним пучком і кожухом, в цьому просторі встановлюють спеціальні наповнювачі.
Багатоходовий горизонтальний теплообмінник типу Н складається з циліндричного зварного кожуха 3, розподільної камери 2 і двох кришок 1 і 6. Трубний пучок утворений трубами 4, закріпленими у двох трубних гратах 7. Трубні решітки приварені до кожуха. Кришки, розподільна камера і кожух з'єднані фланцями. У кожусі і розподільчої камері виконані штуцери для введення і виведення теплоносіїв з трубного (штуцера 8) і міжтрубного просторів (штуцера 9). Перегородки 10 в розподільчої камері утворюють ходи теплоносія по трубах. Оскільки інтенсивність тепловіддачі при поперечному обтіканні труб теплоносієм вище, ніж при поздовжньому, в міжтрубному просторі теплообмінника встановлені поперечні перегородки 11, що забезпечують зигзагоподібне по довжині апарату рух теплоносія в міжтрубному просторі.
4. Технологічний розрахунок
Теплотехнічні властивості кріпленого вина (при 60 0 С):
Щільність:
Теплоємність:
Теплопровідність:
В'язкість:
Визначення середньої різниці температур і середніх температур потоків.
Завданням передбачено використання кожухотрубчасті теплообмінників. Звичайно як холодильників використовуються багатоходові апарати по трубному і міжтрубному простору, в яких рух теплоносіїв відповідає схемі змішаного струму. Тому визначаємо поправку ОµО”t для чотириходового теплообмінника по трубному простору і має поперечні перегородки в міжтрубному просторі, припускаючи, що саме такий конструкції теплообмінник підійде для охолодження суміші.
Середня різниця температур протитечій:
В В В
; (1).
Розрахуємо коефіцієнти R і P:
, (2)
.
, (3)
.
В
За графіком визначили значення поправочногокоефіцієнта
Знаходимо середню температуру потоків:
; (4)
.
Що поступає в апарат сировину (Кріплене вино) змінює свою температуру на, а вода - на. Отже, відповідно до правила, середня температура сировини складе:
;
а середня температура води:
.
Визначення властивостей індивідуальних речовин при середніх температурах.
Таблиця № 1
Властивості індивідуальних речовин при середніх температурах
Властивість
Кріплене вино
Вода
Середня температура,
41
14
Щільність,
994
999
