Тепловой и гидравлический расчет теплообменных аппаратов

Определение неизвестного массового расхода мазута G2 и параметров теплоносителей.
...

.

Теплообменным аппаратом (ТА) называется устройство, назначением которого является передача тепла от одного тела к другому.
ТА широко применяются в нефтедобывающей, газовой и химической промышленности, при транспорте и хранении нефти, нефтепродуктов и газа. В нефтедобывающей промышленности ТА являются составной частью компрессорных установок, водогрейных и парогенераторных установок и т.д.
В газовой промышленности ТА применяются в энергетических установках компрессорных станций магистральных газопроводов, газобензиновых заводах, на установках низкотемпературной сепарации газа и т.д.
В нефтеперерабатывающей и химической промышленностях ТА применяются для нагрева сырья, охлаждения целевых продуктов и полуфабрикатов, на энергетических и компрессорных установках и т.д.
Широкое распростран ение ТА в нефтяной и газовой промышленности обязывает специалистов уметь их рассчитывать, обобщать опыт эксплуатации и анализировать рабочий процесс.

II. Конструктивный тепловой расчет.Определениенеизвестного массового расхода мазута G2 и параметров теплоносителей. ТеплоносительG, кг/сt`, Ct``, Ctср, CГорячий теплоноситель (дизельное топливо)15215140177,5Холодный теплоноситель (мазут)?258354Дано: - средняя температура теплоносителей. (1)tcр1. = =177,5Ctср 2. = = 54º СВыписываем теплофизические свойства при tср:, Горячий теплоносительДизель2675140,657250,095Холодный теплоносительМазут194014001509150,128Для нахождения массового расхода записываем уравнение теплового баланса: (2)мощность теплообменного аппарата Q по исходным данным:- коэффициент, учитывающий потери тепла в окр. среду.Направляем дизельное топливо в трубное пространство, а мазут в межтрубное.средней разности температур между теплоносителями по уравнению Грасгофа: (3) (4) (5)оптимального диапазона площадей проходных сечений трубного и межтрубного пространства и минимального индекса противоточности Рmin ТА:; (6),(7)где и максимальная и минимальная рекомендуемые скорости потоков теплоносителей: м/c и м/c; ; (8)Выбираем противоток водяного эквивалента kF и площадь поверхности F теплообмена теплообменного аппарата: (9) , (10)где и коэффициенты теплоотдачи в трубном и межтрубном пространстве и соответственно имеют ориентировочные значения 500-20000 и 150-500. Принимаем =325 для дизеля и =10250для мазута. Определим расчетную площадь поверхности теплообмена: 2. Предварительный выбор теплообменного аппарата по каталогу.а) Выбираем теплообменник с неподвижными трубчатыми решетками.б) По значениям вязкости теплоносителей и термических загрязнений направляем керосин в трубное, а нефть в межтрубное пространство.в) По диапазону площадей проходных сечений трубного и межтрубного пространства, а также по величине расчетной площади поверхности теплообмена, предварительно выбираем шестиходовой аппарат с площадью теплообмена с трубами длинной 6 м.Конструктивные характеристики выбранного аппарата.Диаметр кожуха , мм800Наружный диаметр теплообменных труб , мм20Число ходов по трубам, 4Площади проходного сечения одного хода:По трубам , 3·10-2В вырезе перегородки , 6,9·10-2Между перегородками , 7·10-2Площадь поверхности теплообмена F (м2) по длине трубы l (мм):3000400060009000120,0160,0240,0361,03. Расчет коэффициентов теплоотдачи от горячего теплоносителя к стенке α1 и от стенки к холодному теплоносителю α2 , термических сопротивлений стенки трубы и загрязнений .Для расчета необходимо посчитать и . (11)где Re, Pr - числа подобия теплоносителя, движущегося в трубах ТА, при среднеарифметической температуре потока. Prc – число Прандтля теплоносителя, движущегося в теплообменных трубах ТА при средней температуре стенки труб.