Расчет конденсатора-холодильника паров бинарной смеси метанол-вода

Уточняем значение коэффициента Рейнольдса:

Следовательно, в трубном пространстве будет обеспеченно турбулентное движение теплоносителя.

Расчет I зоны конденсации.

Определим поверхность теплообмена зоны конденсации.

Определим коэффициент теп

лопередачи.

Коэффициент теплопередачи:

Рассчитаем термическое сопротивление стенки и загрязнений.

Считаем, что со стороны органической смеси накипь не образуется. Коэффициент теплопроводности стали =16,4 Вт/(м К), коэффициент теплопроводности накипи =2 Вт/(м К).

Значение физических величин, входящих в это уравнение выбираются из таблиц при температуре плёнки конденсата:

где

Определение коэффициента теплоотдачи от конденсирующего пара к изотермической стенке.

при 74,8°C

для турбулентного режима.

(пренебрегаем

Тогда

Коэффициент теплопередачи:

Определим поверхность теплообмена зоны конденсации.

Расчет II зоны охлаждения.

Определим поверхность теплообмена зоны охлаждения.

Определение коэффициента теплоотдачи от стенки трубы к воде в зоне охлаждения

Поскольку охлаждающая вода в процессе теплопередачи не изменяет своего агрегатного состояния и движется с той же скоростью, что и в зоне конденсации, то логично принять, что:

.

Коэффициент теплопередачи:

.

Определение коэффициента теплоотдачи от стенки трубы к воде.

Примем , .

2 Конструктивно – механический расчёт

В задачу конструктивно – механического расчета входит определение необходимых геометрических размеров отдельных деталей и узлов, которые определяют конструкцию теплообменного аппарата, его механическую прочность и размеры.

2.1 Расчет толщины обечайки

Обечайка – цилиндрический корпус аппарата, который работает, как правило, под избыточным внутренним и внешним давлением.

Принимаем материал сталь Х18Н10Т ГОСТ 5632-61.

Толщина стенки обечаек, работающих под внутренним давлением, рассчитывается по уравнению:

где PR- расчетное давление в аппарате, МПа; - предельно–допустимое напряжение для стали Х18Н10Т ГОСТ 5632-61,=145МН/м2 ; D- диаметр обечайки, мм; - прибавка на округление, - прибавка на коррозию.

Проверим условие:

условие выполняется

Допускаемое избыточное давление в обечайке:

2.2 Расчет трубных решёток

Толщину трубных решёток можно принять:

Теплообменные трубы в трубной решётке располагаются по вершинам равносторонних треугольников (шахматное расположение труб).

Это обусловлено тем, что этот способ расположения обеспечивает наиболее компактное размещение необходимой поверхности теплообмена внутри аппарата.

2.3 Подбор крышки и днища

Составными элементами корпусов химических аппаратов являются крышки и днища, которые обычно изготовляются из того же материал, что и обечайки, и привариваются к ней. Форма крышек и днища может быть эллиптической, сферической, конической и плоской. Наиболее рациональной формой для цилиндрических аппаратов является эллиптическая. Эллиптические днища и крышки изготавливаются из листового проката штамповкой и могут использоваться в аппаратах с избыточным давлением до 10 МПа. Крышки и днища подбирают стандартными по таблицам из справочной литературы.

Выбираем эллиптическое отбортованное днище СТХ18Н10Т

 Скачать реферат