Расчет теплообменного аппарата

 

Исходные данные

 

t₁= 20 ^оC

t₂= 90 ^оC

Теплоноситель (нагревающий агент) – водяной пар,с содержанием 0,5% воздуха, потери теплоты на нагрев 7%.

Tпара = 120 ^оC (р=300 Па)

Нагреваемая среда – вода.

Расход воды G = 4 т/ч

Рассчитать: Количество труб (n), длину труб (l), Диаметр кожуха (D), диаметр трубы (d).

 

Расчет.

Тепловая схема:

120,0 120,0

20,0 90,0

_________

∆t_б=100^°С ∆t_м=30^°С

Выбираю тип теплообменника – теплообменник с неподвижными трубными решетками,горизонтальный.

Средняя разность температур:

; (2.1)

Средняя температура воды в трубах:

(2.2)

Расход воды:

;

объемный расход:

(2.3)

где при t = 70⁰C будет равна 978 кг/м³

м³/с.

Рассчитаю расход тепла на нагрев воды в трубах:

(2.4)

где c₂ = 4,1910³ Дж/(кгk) – теплоёмкость воды.

Расход сухого греющего пара с учетом 7% потерь теплоты:

; (2.5)

где r – удельная теплота парообразования(при t=120 ^оC равна 2207 кДж/кг)

;

Из таблицы 4.8 ориентировочное значение коэффициента теплопередачи от конденсирующегося пара к воде (конденсаторы, подогреватели) при вынужденном движении K_min = 800Вт/(м²К).

Определяю максимальную величину площади поверхности теплообмена:

; (2.6)

.

Рассчитаю теплообменник, с ламинарным режимом течения воды в трубах (Re₂<2300).

Для течения воды при Re₂<2300 скорость в трубах должна быть меньше :

; (2.7)

где: (динамический коэффициент вязкости)

ρ=978 кг/м³ (при t=70⁰C)

d₂ (внутренний диаметр труб) = 0,021м

Число труб на один ход трубного пространства должно быть больше n’:

(2,8)

Условию n>71 удовлетворяет одноходовой кожухотрубчатый аппарат, числом труб 111 и с поверхностью теплообмена 17 и с внутренним диаметром кожуха 400 мм.