Тепловой и гидравлический расчет теплообменах аппаратов

сz — учитывает зависимость среднего коэффициента теплоотдачи в межтрубном пространстве от числа рядов труб в пучке, омываемых в поперечном направлении Zn, Zn=16 [1,c.81] => сz=1 [1,c.32];

с=0,640 [1,c.81].

Средняя скорость нефти в межтрубном пространстве (мтр, необходимая для определения числа Рейнольдса, рассчитывается по формуле:

[1,c.31].

где Gмтр, мтр — массовый расход и плотность нефти;

ƒв.п., ƒв.п — площадь проходного сечения в вырезе перегородки и между перегородками в межтрубном пространстве выбранного стандартного ТА.

м/с Число Рейнольдса рассчитывается по формуле:

Режим ламинарный.

Число Грасгофа:

Коэффициент Pr для нефти при tcр неф.=57,5 ºС: Pr=75, значит Gr*Pr = 143 679*100 = 14 367 900 > 80 000.

Из таблицы определяем следующие константы: C=0,15; j=0,33; y=0,43; i=0,1;

Выбираем из графика для мазута при Режим ламинарный: с1=0,71; m=0,5; n=0,36 [1,c.32].

Вт/(м2∙К).

8. Определение дополнительных термических сопротивлений стенки трубы и загрязнений.

Выберем сталь Х18Н9(ЭЯ1).

толщина стенки δст = 2 мм коэффициент теплопроводности стали λст=16,3 Вт/(м∙К) термические сопротивления загрязнений:

для мазута Rз тр = 29∙10−4 (м2∙К)/Вт для мазута Rз мтр = 29∙10−4 (м2∙К)/Вт.

9. Определение коэффициента теплопередачи и водного эквивалента поверхности нагрева.

Коэффициент теплопередачи:

Вт/(м2∙К).

м2.

Итоговый выбор ТА по каталогу.

F = 233 м² [1,c.56].

L = 6000 мм Диаметр кожуха, мм Наружный диаметр труб dн, мм Число ходов по трубам nx Площадь проходного сечения ƒ∙102, м2 Наружный Внутренний Одного хода по тубам В вырезе перего-родки Между перегород-ками — 800 20 6 2,0 6,5 7,0.

Поверочный тепловой расчет.

10. Определение фактической мощности выбранного теплообменного аппарата по данным проверочного расчёта.

Фактическая тепловая мощность выбранного теплообменного аппарата рассчитывается по формуле Белоконя:

[1,c.37].

где Wm — приведённый водяной эквивалент,.

где W1=Cp1∙G1=2230∙11=24 530.

Вт/с.

W2=Cp2∙G2=2050∙10=20 500.

Вт/с Принимаем Р=0,5.

с/Вт.

Wm =15 730.

Вт/с Вт Действительные температуры теплоносителей на выходе из ТА:

[1,c.37].

Гидравлический расчет теплообменного аппарата Падение давления теплоносителя в трубном пространстве ТА:

Падение давления теплоносителя в межтрубном пространстве ТА:

Мощности, необходимые для перекачки теплоносителей через трубное и межтрубное пространство:

Температурная диаграмма теплоносителей для выбранного теплообменного аппарата Отклонение от заданных температур составляют соответственно 4% и 4,2%.

Кожухотрубчатый теплообменник Схема 6-ти ходового кожухотрубного теплообменного аппарата с неподвижными трубными решетками и температурным компенсатором:

1 — распределительная камера; 2 — кожух; 3 — теплообменная труба; 4 — поперечная перегородка; 5 — трубная решетка; 6 — задняя крышка кожуха;

7 — опора; 8 — дистанционная трубка; 9 — штуцеры; 10 — перегородка в распределительной камере; 11 — отбойник; 12 — температурный компенсатор.

Схемы движения теплоносителей и положение перегородок в распределительной камере и задней крышке теплообменного аппарата (6 ходов по трубному пространству):

Распределительная камера: Задняя крышка:

Температурная диаграмма теплоносителей:

Список использованной литературы Калинин А. Ф. Расчёт и выбор конструкции кожухотрубного ТА. — М.:РГУ нефти и газа, 2002.

Трошин А. К. Теплоносители теплои массообменных аппаратов и их теплофизические свойства. — М.: МИНГ, 1984.

t1=164.

оС.

t2=99.

=91.

1=24.

kF.