вища: 20 оС. Втрати в навколишнє середовище 5% від повної теплового навантаження. Підібрати теплообмінник відповідний під ці умови. p align="justify"> 1. Матеріальні і теплові розрахунки
Визначимо витрата теплоти і витрата води.
Приймемо індекс В«1В» для гарячого теплоносія (гріючийпар), індекс В«2В» - для холодного теплоносія (Метанол).
Температура конденсації водяної пари tконд = 104,2 оС
Температурна схема:
+104,2104,2 С;
+16 64,7 С;
;
= 60,9 оС;
Середня температура метанолу
= 104,2 - 60,9 = 43,3 оС;
де - середня різниця температур.
Витрата метанолу:
G2 = 12000/3600 = 3,33 кг/с
Раcход теплоти на нагрів метанолу:
Вт;
де = 2249Дж/(кг К) - питома теплоємність метанолу при 60,9 оС.
Витрата сухого гріє пара з урахуванням 5% втрат теплоти:
кг/с;
де r = 2249 103 Дж/кг - питома теплота конденсації водяної пари.
Орієнтовно визначаємо максимальне значення площі поверхні теплообміну, вважаючи Кmax = 340 по:
;
Для забезпечення турбулентного перебігу метанолу при Re2> 15000 швидкість в трубах Г†21х2должна бути:
В
де - в'язкість метанолу при 60,9 оС; [1, с. 516]. p> Число труб, що забезпечують такий режим, має бути:
;
За площею поверхні і числу труб беремо теплообмінник В«кожухотрубнийВ» (ГОСТ 15120-79)
D = 400; d = 25х2; z = 2; n/z = 50; SВ.П. = 0,013; F = 21,2; L = 2 м;
Складемо схему процесу теплопередачі (Мал. 1.1).
Визначимо критерії Рейнольдса і Прандтля.
Насичені пар метанол
В
В
В В
Рис. 1.1
;
;
;
;
де = 0,178 Вт/(м К) - коефіцієнт теплопровідності метанолу [2, с. 337]. p> Розрахуємо критерій Нуссельта для турбулентного течії:
;
де приймемо рівному 1 [1, с. 153], а співвідношення = 1,05 з подальшою поправкою. <В
Коефіцієнт тепловіддачі метанолу до стінки:
;
Коефіцієнт тепловіддачі насиченої пари до стінки:
;
де Вt = 1022 [1, с. 162], при nв = 10 коефіцієнт = 0,6 [1, с. 162]. <В
Розрахуємо термічний опір стінки і забруднень:
;
;
Коефіцієнт теплопередачі:
;
В
Поверхнева щільність потоку:
;
Визначимо орієнтовно значення і, виходячи з того, що
;
Знайдемо:
;
;
Розрахункова площа поверхні теплопередачі:
;
Коефіцієнт тепловідда...
