![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Поверхность конденсатора-холодильника
Для первой зоны:
Для второй зоны:
Общая поверхность теплопередачи:
F = F1 + F2 = 132 + 68 = 200 м2
у
В результате уточненного расчета поверхности теплопередачи принимаем по ГОСТ 15121, ГОСТ 15118 кожухотрубчатый конденсатор-холодильник, с неподвижными трубными решетками, горизонтальный. Диметр кожуха, мм 800 Диаметр труб наружный, мм 20 Длина труб, мм 4000 Число ходов по трубам 6 Поверхность теплообмена, м2 155
Расчет гидравлических сопротивлений необходим для определения затрат энергии на перемещение жидкостей, паров или газов и подбора машин, используемых для их перемещения: насосов, компрессоров и т.д. Гидравлические сопротивления обусловлены сопротивлением трения и местными сопротивлениями, возникающими при изменениях скорости потока по величине или направлению. Потери давления Δ Р на преодоление сопротивления трения и местных сопротивлений в трубном пространстве определяется по формуле:
где λ – коэффициент трения; L – длина пути жидкости; dэ – эквивалентный диаметр; Σ ξ м.с. – сумма коэффициентов местных сопротивлений; ρ – плотность вещества потока, кг/м3; w – скорость потока, м/с. Формулы для расчета коэффициента трения λ зависят от режима движения жидкости и шероховатости труб. При Reтр > 2300 его можно определить по формуле:
где e = Δ /d – относительная шероховатость труб; Δ – высота выступов шероховатостей (в расчетах можно принять Δ = 0, 2*10-3 м – это стальные трубы, бывшие в эксплуатации, с незначительной коррозией). Коэффициенты местных сопротивлений потоку, движущемуся в требном пространстве: ξ тр1 = 1, 5 – входная или выходная камеры; ξ тр2 = 2, 5– поворот между ходами; ξ тр3 = 1, 0 – вход в трубы или выхода из них. Местные сопротивления на входе в распределительную камеру и на выходе из нее следует рассчитывать по скорости жидкости в штуцерах. Диаметр штуцеров определяют из уравнения расхода:
где V - объемный расход теплоносителя, м3/с; Y - массовый расход теплоносителя, кг/с; w - допустимая скорость потока, м/с; ρ - плотность вещества потока, кг/м3. В случае паро-жидкостного потока плотность его определяют из выражения:
где ρ ж- плотность жидкой фазы, кг/м3; ρ п- плотность паровой фазы, кг/м3; е - доля отгона (массовая доля паровой фазы в смеси). Величина допустимой скорости потока для расчета диаметра штуцеров (а также трубопроводов и других деталей и узлов химических аппаратов) принимается по опытным данным скоростей движения жидкостей и газов в промышленных условиях, приведенных в таблице 1.
Таблица 1 – Ориентировочные значения допустимой скорости потока
По рассчитанным значениям диаметров штуцеров принимают нормализованные диаметры, значения которых приведены ниже: dш; мм - 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600, 800. Для принятых значений диаметров уточняются скорости потоков в штуцерах. Общая длина пути жидкости в трубах равна
где lтр – длина труб в аппарате, м; Z – число ходов по трубам. Критерий рассчитывают по внутреннему диаметру трубы, т.е. dэ = dв
где ρ тр; μ тр – плотность и вязкость потока при его средней температуре. Скорость жидкости в трубах определяют из уравнения:
где fтр – площадь сечения одного хода по трубам, м2. Расчетная формула для определения потерянного давления в трубном пространстве окончательно примет вид
В межтрубном пространстве потери давления можно рассчитать по формуле:
Скорость жидкости в межтрубном пространстве определяется по формуле:
где fмтр – самое узкое сечение межтрубного пространства, м2. Коэффициенты местных сопротивлений потоку, движущемуся в межтрубном пространстве: ξ мтр1 = 1, 5 – вход или выход потока; ξ мтр2 = 1, 5– поворот через сегментную перегородку;
где Yмтр - массовый расход потока в межтрубном пространстве; ρ мтр; μ мтр – плотность и вязкость его; dн – наружный диаметр трубы (при расчете критерия Re в межтрубном пространстве за эквивалентный диаметр принимается наружный диаметр трубок); m - число рядов труб, омываемых теплоносителем в межтрубном пространстве. Учитывая, что теплоноситель в межтрубном пространстве лишь часть пути движется поперек труб и, кроме того, он может протекать через щели между перегородками и кожухом или трубками, принимают приближенно число рядов труб, омываемых теплоносителем в межтрубном пространстве, равным половине числа труб в диагонали шестиугольника «b», которое с достаточной точностью определяется из выражения:
где n – общее число труб в пучке теплообменника. Число горизонтальных рядов труб в пучке теплообменника равно числу труб в диагонали шестиугольника. Таким образом, принимают:
Сопротивление входа и выхода в межтрубное пространство следует также определять его по скорости потока в штуцера, расчет диаметра которых аналогичен выше приведенному. Тогда расчетная формула для определения потерянного давления в межтрубном пространстве окончательно имеет вид:
где x – число сегментных перегородок. Число сегментных перегородок зависит от длины и диаметра аппарат. Поперечные перегородки в межтрубном пространстве часто размещают на таком расстоянии друг от друга, чтобы живое сечение продольного потока в сегментном вырезе перегородки было равно живому сечению поперечного потока у края перегородки. В стандартизированных теплообменниках это расстояние принимают половине внутреннего диаметра кожуха Dв. Тогда число сегментных перегородок равно
где lтр – длина трубы.
Технические характеристики конденсатора – холодильника: Диаметр кожуха внутренний, мм 800 Диаметр труб наружный, мм 20 Диаметр труб внутренний, мм 16 Длина трубы, мм 4000 Число ходов по трубам 6 Общее число труб, шт 618 Площадь сечения одного хода по трубам, м2 0, 03 Площадь самого узкого сечения потока в межтрубном пространстве, м2 0, 065
|