неорганічних розчинників); відносно дешеві. Основний метод з'єднання деталей на основі графіту - склеювання штучними смолами.
Теплообмінні апарати такого типу (малюнок 13) виготовляють з окремих пресованих блоків 1, з'єднаних між собою спеціальною замазкою. У блоках є горизонтальні і вертикальні канали для проходу теплоносіїв. Вузли з'єднання блоків можна ущільнювати також прокладками з термо- і корозійностійкої гуми або фторопласту. Апарат має розподільні камери 2, скріплені з блоками і між собою кришками 10 і стяжками 7 [1].
Малюнок 13 - Блочний теплообмінний апарат
. РОЗРАХУНОК ТЕПЛООБМІННОГО АПАРАТУ
Приймемо індекс «1» для гарячого теплоносія (водяна пара), індекс «2» для холодного теплоносія (етанол).
Температура конденсації водяної пари t конд=151,1 ° С [2, табл. LVII].
Температурна схема:
, 1 ?? 151,1
? ® 35
? t б=128,1? t м=116,1
Середня різниця температур:
Середня температура етанолу:
t2=t1 -? tср=151,1-122,4=28,7 29
Витрата етанолу:
V2=1700/3600=0,4722 м3/с;
2=V2 ?? 2=0,4722? 781,525=369,036 кг/с
де? 2=781,525 кг/м3 - щільність етанолу при 27 [2, табл. IV].
Витрата теплоти на нагрів етанолу:
=G2 c2 (t2к - t2н)=369,036 · 2681,6 · (35 - 23) 11875283,2512 Вт,
де с2=2681,6 Дж/(кг · К) - середня питома теплоємність етанолу [2, рис. XI].
Розрахунок сухого гріє пара з урахуванням 7% втрат теплоти:
G1=6,00215 кг/с,
де=2 117 Дж/кг - середня питома теплоємність етанолу [2, табл. LVII].
Визначимо орієнтовно значення площі поверхні теплообміну, вважаючи Kор=340 Вт/(м2 · К) [2, табл. 4.8], тобто прийнявши його таким же, як і при теплообміні відконденсується водяної пари до органічних рідин (етанол):
Fор285,35 м2.
Для забезпечення турбулентного режиму при Re2 gt; 10000 швидкість в трубах повинна бути більше w2 ':
w2'0,625 м/с,
де=1,025 Пас - динамічний коефіцієнт в'язкості етанолу при 29 ° С [2, табл. IX].
Кількість труб 25х2 мм, що забезпечують об'ємний витрата етанолу при Re2=10000:
n '.
Умовою n lt; 2183 і F lt; 285,35 задовольнять два теплообмінники [2, табл. 4.12]:
1. Чотириходовий діаметром 800 мм з числом труб на один хід трубного простору n=101 (загальна кількість труб 404);
Розрахунок першого варіанту:
. Коефіцієнт тепловіддачі для етанолу.
Уточнюємо значення критерію Re 2:
2=10000=10000=216039.
Критерій Прандтля для етанолу при 29 ° С:
2 17,44
де 2=0,1576 Вт/(м · К) - коефіцієнт теплопровідності етанолу при 29 ° С [2, рис. X].
Розрахункова формула:
Nu 2 0,021 · 216 039 0,8 · 17,44 0,43 · 1,12 · 1=1329,3.
Ставлення прийнято рівним 1,12 (з подальшою перевіркою).
Таким чином:
9 975 Вт/(м 2 · К).
. Коефіцієнт тепловіддачі при конденсації водяної пари на пучку горизонтальних труб.
Розрахунок здійснюємо наближено за формулою:
Вт/(м 2 · К).
де=0,62 [2, рис. 4.7], B t=1136,7 [2, табл. 4.6]. довжиною труб L=3 м [2, табл. 4.12]
Приймаємо теплову провідність з боку гріє пара +5800 Вт/(м 2 · К), з боку етанолу +5800 Вт/(м 2 · К) [2, табл. XXXI]. Коефіцієнт теплопровідності стали нержавіючої=17,5 Вт/(м · К) [2, табл. XXVIII].
Тоді:
2178 Вт/(м 2 · К).
Коефіцієнт теплопередачі:
1334,6 Вт/(м 2 · К).
Поверхнева щільність теплового потоку:
163352,5 Вт/м 2.
Перевіряємо прийняте значення. Визначаємо:
16;
45;
де 2849,2 Дж/(кг · К) - середня питома теплоємність етанолу при 45 [2, рис. XI], 0,763 · 10 - 3 Па · с - динамічний коефіцієнт в'язкості етанолу при 45 [2, табл. IX], 0,1612 Вт/(м · К) - коефіцієнт теплопровідності етанолу при 45 [2, рис. X].
Отже:
1,1.
