Вход

Расчет и подбор нормализованного теплообменника для охлаждения нитробензола

Рекомендуемая категория для самостоятельной подготовки:
Курсовая работа*
Код 292192
Дата создания 29 июня 2014
Страниц 19
Покупка готовых работ временно недоступна.
650руб.

Описание

Данная курсовая защищена в 2012 году в АУ "МРТК" (г. Мирный) с оценкой "отлично".

...

Содержание

Содержание

1. Постановка задачи………………………………………………………… 3
2. Введение…………………………………………………………………….. 4
3. Технологический расчёт………………………………………………….. 8
4. Расчёт удельной теплоёмкости горячего и холодного теплоносителя при средней температуре по уравнению линейной интерполяции……...9
5. Расчёт массового расхода холодного теплоносителя………………….10
6. Расчёт объёмного расхода горячего и холодного теплоносителей…….11
7. Расчёт коэффициента теплоотдачи горячего и холодного теплоносителей…………………………………………………………………12
8. Расчёт критерия Рейнольдса и определение режима движения теплоносителя, диаметра эквивалентного, вязкости………………………139. Расчёт коэффициента теплоотдачи по критерию Нуссельта «Nu»……...15
10. Расчёт коэффициента теплоотдачи для горячего и холодного теплоносителя…………………………………………………………………..16 11. Выбор стандартного теплообменника……………………………………18
12. Список использованной литературы…………………………………....19

Введение

Введение
Перенос энергии в форме тепла, происходящий между телами, имеющими различную температуру, называется теплообменом. Движущей силой любого процесса теплообмена является разность температур более нагретого и менее нагретого тел, при наличии которой тепло самопроизвольно, в соответствии со вторым законом термодинамики, переходит от более нагретому к менее нагретому телу.
Тела, участвующие в теплообмене, называются теплоносителями.
Различают три принципиально различных элементарных способа распространения тепла: теплопроводность, конвекцию и тепловое излучение.

Фрагмент работы для ознакомления

Для помещения в кожухе большей поверхности теплообмена и получения большего коэффициента теплоотдачи выгоднее применять трубки меньшего диаметра.Трубные решётки могут быть наглухо приварены или приклёпаны к корпусу, одна из решёток может быть не соединена с камерой. В этом случае уплотнение достигается резиновым кольцом, зажимающим щель между корпусом и решёткой.Кожух теплообменника обычно стальной, цилиндрический. Иногда для обеспечения свободы температурного расширения кожуха и трубок на кожухе устраивают компенсатор.Для осуществления длительной работоспособности в процессе эксплуатации при обработке среды, загрязнённой или выделяющей отложения на стенках аппарата, необходимо производить периодические осмотры и очистку поверхностей.Аппараты должны обладать достаточной прочностью и иметь возможно малые габаритные размеры. При конструировании необходимо находить оптимальные решения, учитывающие требования обеспечения возможности разборки рабочей части аппарата и герметичности системы каналов, возможно высоких коэффициентов теплопередачи за счёт повышения скорости движения рабочей среды при минимальных гидравлических потерях в аппарате.В химических производствах до 70% теплообменных аппаратов применяют для сред жидкость — жидкость и пар — жидкость при давлении до 1 МПа и температуре до 200 °С. Для указанных условий разработаны и серийно изготовлены теплообменные аппараты общего назначения кожухотрубчатого и спирального типов. Изм№ докум.Лист Подп.ДатаЛистВ последнее время получают распространение пластинчатые теплообменные аппараты общего назначения. Одним из преимуществ трубчатых теплообменных аппаратов является простота конструкции. Однако коэффициент унификации узлов и деталей размерного ряда этих аппаратов, являющийся отношением числа узлов и деталей (размеры одинаковы для всего ряда) к общему числу узлов и деталей данного размерного ряда, составляет примерно 0,13. В то же время этот коэффициент применительно к пластинчатым теплообменным аппаратам составляет 0,9.Удельная металлоёмкость кожухотрубчатых аппаратов в 2 — 3 раза больше металлоёмкости новых пластинчатых аппаратов.Режим работы теплообменного аппарата и скорость движения теплоносителей необходимо выбирать таким образом, чтобы отложение загрязнений на стенках происходило возможно медленнее. Например, если охлаждающая вода отводится при температуре 45 – 50 ºС, то на стенках теплообменного аппарата интенсивно осаждаются растворённые в воде соли. При конструировании следует обоснованно решать вопрос о направлении теплоносителей в трубное или межтрубное пространство. Например, теплоносители, загрязнённые и находящиеся под давлением, обычно направляют в трубное пространство. Насыщенный пар лучше всего подавать в межтрубное пространство, из которого легче удалить конденсат. Чистка трубного пространства, в котором вероятнее всего будут выпадать загрязнения легче, а живое сечение для прохода теплоносителя меньше. Вследствие этого в трубном пространстве можно обеспечить теплоносителю более высоки скорости и, следовательно, более высокие коэффициенты теплоотдачи.Для расчёта и подбора нормализированного теплообменного аппарата составим и рассчитаем тепловой баланс из которого определим тепловую нагрузку теплообменного аппарата и расход теплоносителя. Рассчитаем среднюю разность температур, выберем по опытным данным ориентировочный коэффициент теплопередачи. Рассчитаем ориентировочное значение поверхности теплообмена и по нему выберем стандартный теплообменник. Произведём уточнённый расчёт стандартного теплообменника: уточним коэффициенты теплоотдачи для горячего и холодного теплоносителя и уточнённый расчет коэффициента теплопередачи. Сопоставим поверхности теплообмена расчётной и нормированной.Изм№ докум.Лист Подп.ДатаЛист 3. Технологический расчёт3.1 Температурный режим аппарата. В качестве холодного теплоносителя выберем холодную воду. Исходя из данных t2н= 20 0С, t2к= 50 0С. В проектируемом теплообменнике для движения теплоносителей применяем противоток (рис.1). Рис.1 Схема движения теплоносителей3.2 Средняя разность температур. Δtб = t1н – t2к = 70 – 50 = 200С; Δtм = t1к – t2н = 40 – 20 = 200С; Δtср =20+20 = 200С; 2Находим среднюю температуру для холодного и горячеготеплоносителей: t1ср=t1н+t1к2,где: t1н - начальная температура горячего теплоносителя, 0С; t1к - конечная температура горячего теплоносителя, 0С. (70+40) = 55 0C; 2 t2ср=t2н+t2к2,где: t2н - начальная температура холодного теплоносителя, 0С; t2к - конечная температура холодного теплоносителя, 0С. (50+20) = 35 0C. 2 4. Расчёт удельной теплоёмкости горячего и холодного теплоносителя при средней температуре по уравнению линейной интерполяции y=yi=yi+1-yixi+1-xi∙(x-xi),Изм№ докум.Лист Подп.ДатаЛист где: y – const, которую необходимо рассчитать при температуре x;yi+1 и yi – последнее и предыдущее значение const;xi+1 и xi – последнее и предыдущее значение температуры, 0С. Удельная теплоёмкость при постоянном давлении – это количество теплоты, которого необходимо затратить, чтобы изменить температуру на 1 градус одному килограмму вещества. Находим среднюю теплоёмкость горячего теплоносителя при средней температуре t ср = 55 ºС, в соответствии со справочными данными. В соответствии со справочными данными теплоёмкость горячего теплоносителя: при значениях: 40 ºС = 0,36*4190 = 1508,4 Дж/кг*град; 60 ºС = 0,374*4190 = 1567,06 Дж/кг*град;Ср1 = 1508,4 + 1567,06 – 1508,4 * ( 55 – 40 ) = 1552,395 Дж/кг*град. 60 – 40 Находим среднюю теплоёмкость холодного теплоносителя при средней температуре t ср = 35 ºС, в соответствии со справочными данными.Изм№ докум.Лист Подп.ДатаЛист В соответствии со справочными данными теплоёмкость холодного теплоносителя: при значениях: 20 ºС = 0,99*4190 = 4148,1 Дж/кг*град; 40 оС = 0,998*4190 = 4181,62 Дж/кг*град; Ср2 = 4148,1 + 4181,62 – 4148,1* ( 35 – 20 ) = 4173,24 Дж/кг*град. 40 – 20 5. Расчёт массового расхода холодного теплоносителя Q = G1 *Cp1 * (t1н - t1к) = G2 * Cр2 * (t2к – t2н)+Qпотерь; G2 = G1 * Cр1 * ( t1н - t1к ) ; Cр2 * ( t2к – t2н) +QпотерьГде: Qпотерь = 1,04; G1 – исходные данные; G2 = 2,8 * 1552,395* ( 70 – 40 ) = 1,04155761295 кг/с. 4173,24* ( 50 – 20 ) + 1,04 После расчёта расхода теплоносителя необходимо выполнить проверку теплового баланса: Q = 2,8*1552,395*(70 – 40) = 1,04155761295*4173,24*(50 – 20)+1,04 Q = 130401,18 Вт.5.1 Ориентировочный выбор теплообменника. Рассчитаем среднюю движущую силу для противотока: Кор = QКор∙Δtcр ;где: Кор- ориентировочный коэффициент;Δtcр-средняя разность температур теплоносителей, 0С; Кор = 200Втм2к; (справочная информация); Fор = Q = 130401,18 ≈ 32,6 м2.Изм№ докум.Лист Подп.ДатаЛист Kор *Δtср 200*20Выбираем теплообменник с близкой поверхностью теплообмена 49 м2,4-х ходовой с диаметром кожуха 600 мм и 206 трубками 25×2 мм.ДиаметркожухавнутреннийD, ммЧисло труб,nДлина трубl, мSTр * 10-2SM * 10-2SB. пр * 102d труб6002063,01,84,54,025х2 6. Расчёт объёмного расхода горячего и холодного теплоносителей G = V *ρ, V = Gρ ; Где: G – массовый расход (кг/ч), V – объемный расход (м3с), ρ – плотность (кг/м3).Изм№ докум.Лист Подп.ДатаЛист6.1 Находим плотность горячего и холодного теплоносителей по уравнению линейной интерполяции. Плотность – это масса единицы объёма. Находим среднюю плотность горячего и холодного теплоносителя. При средних значениях температур, в соответствии со справочными данными. В соответствии со справочными данными плотность горячего теплоносителя: t1cp = 55 oC; при значениях: 40 оС = 1183 кг/м3; 60 оС = 1163 кг/м3; ρ1 = 1183 + 1163 – 1183 * (55 - 40) = 1168 кг/м3. 60 – 40 В соответствии со справочными данными плотность холодного теплоносителя: t2cp = 35 oC; при значениях: 20 оС = 998 кг/м3; 40 оС = 992 кг/м3; ρ2 = 998 + 992 – 998 * (35 – 20) = 993,5 кг/м3.

Список литературы

Список использованной литературы

1. Пособие по проектированию «Основные ПАХТ» под ред. Ю.И.Дытнерского, 2-е издание, переработанное и дополненное;
М.: Химия,1991. – 496 с.
2. К.Ф.Павлов, П.Г.Романков, А.А.Носков «Примеры и задачи по курсу ПАХТ» Учебное пособие для ВУЗов / Под ред. чл. – корр. АН СССР П.Г. Романкова. – 9-е издание, перераб. и доп. – Л.: Химия, 1981. – 560 с.

3. Н.Б. Варгафтик «Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей». М.:Физматгиз, 1963 . – 708 с.

4. А.А.Лащинский, А.Р.Толчинский «Основы расчета и конструирования химической аппаратуры» М.: Физматгиз,1970 .- 725с.
Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.
* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала. Данный материал ни целиком, ни любая из его частей не является готовым научным трудом, выпускной квалификационной работой, научным докладом или иной работой, предусмотренной государственной системой научной аттестации или необходимой для прохождения промежуточной или итоговой аттестации. Данный материал представляет собой субъективный результат обработки, структурирования и форматирования собранной его автором информации и предназначен, прежде всего, для использования в качестве источника для самостоятельной подготовки работы указанной тематики.
© Рефератбанк, 2002 - 2022