Подобрать нормализованный теплообменник для нагрева бутана работающий при следующих условиях

Отсутствует

Выполним расчет горизонтального кожухотрубчатого теплообменника для нагрева бутана, в котором бутан подается в межтрубное пространство теплообменника, топочные газы – в трубное пространство, движение теплоносителей – противоток. Применение такой схемы движения теплоносителей позволит достичь: более высокого коэффициента теплоотдачи воздуху, движущемуся поперек пучка труб, небольшие потери тепла от стенок кожуха, омываемого более холодным теплоносителем.
Средняя разность температур в теплообменнике:
Теплоноситель 1 (бутан): 293→573 К
Теплоноситель 2 (топочные газы): 623←333 К
ΔТб=330 К ΔТм=240 К
∆Тср=∆Тб-∆Тмln∆Тб∆Тм=330-240ln330240=283 К
Средняя температура теплоносителей в теплообменнике:
Т1ср=(293+573)/2=433 К;
Т2ср=(623+333)/2=478 К.
При температуре 433 К рассчитываем значения физико-химических характеристик бутана.
Плотность:
ρб=М22,4∙273∙р1Т1ср∙р0=5822,4∙273∙6∙105433∙1,01∙105=9,7кгм3,
где М=58 кг/кмоль – молярная масса бутана (С4Н10).
Динамический коэффициент вязкости:
μ=μ0∙273+СТ1ср+С∙Т1ср2733/2=8,1∙10-6∙273+377433+377∙4332733/2=12,98∙10-6 Па∙с,
где μ0 - вязкость бутана при нормальных условиях, Па·с;
С – константа в уравнении Сатерленда, равная для бутана 377.
Коэффициент теплопроводности:
λ=В∙μ∙сv=0,25∙9∙k-5∙μ∙сv,
где k - показатель адиабаты; для бутана k=1,08;
сv-теплоемкость газа при постоянном объеме, Дж/(кг·К); сv=1800 Дж/(кг·К)
λ=0,25∙9∙1,08-5∙12,98∙10-6 ∙1800=0,028 Вт/(м∙К)
Теплоемкость бутана при постоянном давлении ср=1920 Дж/(кг·К)
Тепловая нагрузка теплообменного аппарата:
Q=G1∙cp1∙T1к-T1н=3,33∙1920∙573-293=1790208 Вт
Учитывая поперечное омывание бутаном пучка труб, принимаем ориентировочное значение коэффициента теплопередачи Кор = 100 Вт/(м2град). При этом ориентировочная поверхность теплообмена будет равна:
Fop=QKop∙∆Tcp=1790208100∙283=63,26 м2
В соответствии с рассчитанной поверхностью выбираем теплообменник, имеющий следующие пара

Подобрать нормализованный теплообменник для нагрева бутана, работающий при следующих условиях: расход бутана G1 = 3,3 кг/сек; начальная температура бутана – Т1=293 К, конечная – Т2=573 К; давление бутана абсолютное – р1=6·105 н/м2; теплоноситель – топочный газ с начальной температурой Т1II=623 K T2II=333 К.