Гидравлический расчет испарителя
Классификация теплообменных аппаратов применяемых в нефтегазопереработке. Назначение испарителей. Обслуживание и чистка теплообменников. Определение температур холодного теплоносителя. Расход греющего пара. Определение диаметров штуцеров испарителя.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 14.03.2016 |
Размер файла | 463,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
В межтрубном пространстве потери давления можно рассчитать по формуле:
Скорость потока в межтрубном пространстве определяется по формуле:
,
где fмтр - площадь самого узкого сечения потока в межтрубном пространстве, м2.
Для выбранного испарителя fмтр=0,070 м2 [3,с.25].
Коэффициенты местных сопротивлений потоку, движущемуся в межтрубном пространстве:
омтр1=1,5 - вход или выход потока;
омтр2=1,5 - поворот через сегментную перегородку;
- коэффициент сопротивления пучка труб;
где ;
Gмтр=Gв=0,855 кг/с - массовый расход потока в межтрубном пространстве;
смтр=свп=0,687 кг/м3 - плотность потока пара;
ммтр=мвп=8,66*10-6 Па*с [1,с.822]
dн=25 мм - наружный диаметр трубы.
( при расчете критерия Re в межтрубном пространстве за эквивалентный диаметр принимается наружный диаметр труб);
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 трубами, 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=747 - общее число труб в пучке теплообменника.
Число рядов труб в пучке теплообменника равно числу труб в диагонали шестиугольника. Таким образом, принимают
Сопротивление входа и выхода в межтрубное пространство следует определять по скоростям потоков в соответствующих штуцерах.
Тогда расчетная формула для определения потерянного давления в межтрубном пространстве окончательно примет вид:
где x - число сегментных перегородок.
Число сегментных перегородок зависит от длины и диаметра аппарата. 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 стандартизованных теплообменниках это расстояние принимают равным половине внутреннего диаметра кожуха Dв.
Тогда число сегментных перегородок будет равно:
м/с
Теперь мы имеем все данные, необходимые для расчета потерянного давления в межтрубном пространстве по уравнению, приведенному выше.
3.3 Гидравлическое сопротивление трубного пространства
Величину потерянного напора или потерянного давления в трубном пространстве вертикального кожухотрубчатого испарителя рассчитывают, поскольку от его величины в основном зависят высоты нижней и опорной частей ректификационной колонны. Дело в том, что подвод тепла в низ ректификационной колонны с использованием такого испарителя осуществляется естественной циркуляцией за счет разности плотностей поступающего и уходящего потоков из испарителя в линии: колонна - испаритель - колонна. Поэтому высота столба жидкости в линии поступления ее в испаритель должна быть достаточной для преодоления всех гидравлических сопротивлений на пути движения потоков в этой линии.
Основным гидравлическим сопротивлениями на пути движения потоков через испаритель является сопротивления входа и выхода (определяются по скоростям потоков в штуцерах) и сопротивление (давления), которое оказывает паро-жидкостный слой в трубном пучке испарителя.
Тогда расчетная формула для определения потерянного давления в трубном пространстве испарителя будет иметь вид:
,
где ош1=ош2=1,5 - коэффициенты местных сопротивлений на входе в трубное пространство и выходе из него [2,с.26];
ссм=614,4 кг/м3 - плотность жидкой смеси, поступающей в испаритель при температуре 114 0С (Расчет приведен выше);
сп=5,811 кг/м3 - плотность пара, уходящего из испарителя.
g=9,81 м/с2 - ускорение силы тяжести;
щш3=29 м/с; щш4=19,49 м/с - уточненные значения скоростей потоков в штуцерах;
H=2м - высота трубок испарителя;
кг/м3 - плотность паро-
жидкостного столба в пучке труб.
Подставляя числовые значения приведенных величин в расчетную формулу, получим:
Па
Таким образом, гидравлический расчет испарителя показал, что сопротивление межтрубного пространства составило 525 Па, трубного - 7778 Па.
Диаметры входного и выходного штуцеров межтрубного пространства соответственно равны 300 мм и 50 мм.
Диаметры входного и выходного штуцеров трубного пространства 200 мм и 250 мм.
Литература
Основная литература
1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. М. РусмедиаКонсалт, 2004.- 576с.
2. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию. Под ред. Ю.И. Дытнерского. М. Альнс, 12008.- 494с.
3. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М. ООО «Старс, 2006.- 708с.
Дополнительная литература
4. Плановский А.Н., Рамм В.М., Каган С.З. Процессы и аппараты химической технологии. М. Химия, 1968.- 847с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Изучение назначения и устройства испарителей. Определение параметров вторичного пара испарительной установки, гидравлических потерь контура циркуляции испарителя. Расчет коэффициентов теплопередачи и кинематической вязкости, удельного теплового потока.
контрольная работа [377,4 K], добавлен 06.09.2015Использование теплообменников в технологических процессах на предприятиях пищевой промышленности. Определение диаметров штуцеров. Конструктивный расчет теплообменника. Расчет фланцевых соединений. Определение общего количества трубок в теплообменнике.
курсовая работа [729,5 K], добавлен 28.09.2009Диаграмма изменения составов жидкости и пара от температуры. Описание технологической схемы ректификационной установки. Классификация ректификационных установок. Клапанные тарелки. Способы проведения тепловых процессов. Обзор теплообменных аппаратов.
курсовая работа [1012,6 K], добавлен 17.04.2014Материальный баланс выпарного аппарата. Определение температуры кипения раствора, расход греющего пара, коэффициентов теплопередачи и теплоотдачи. Конструктивный расчет, объем парового пространства. Расчет вспомогательного оборудования, вакуум-насоса.
курсовая работа [131,2 K], добавлен 03.01.2010Характеристика и классификация теплообменных аппаратов. Проект горизонтального кожухотрубчатого теплообменника для конденсации перегретого пара; тепловой, гидравлический и механический расчеты; определение толщины тепловой изоляции; техника безопасности.
курсовая работа [176,2 K], добавлен 13.08.2011История и современное состояние испарителей холодильных установок. Камерные приборы тихого охлаждения. Классификация и конструкции основных типов испарителей холодильных установок. Камерные приборы тихого охлаждения. Модернизация атмосферных испарителей.
курсовая работа [5,3 M], добавлен 12.10.2013Обоснование температур кипения и конденсации, перехода к двухступенчатому сжатию, подбор компрессоров, теплообменников, конденсатора, испарителя и ресивера для разработки фреоновой рассольной холодильной установки. Тепловой расчет холодильного агрегата.
курсовая работа [43,7 K], добавлен 02.12.2010Изучение конструкции и принципа работы спиральных теплообменников. Рабочие среды спиральных теплообменных аппаратов. Расчет тепловой нагрузки, скорости теплоносителя в трубах, расхода воды, критериев Рейнольдса и Нуссельта, коэффициентов теплоотдачи.
контрольная работа [135,3 K], добавлен 23.12.2014Понятие и классификация теплообменных аппаратов. Определение площади поверхности теплообмена и коэффициента теплопередачи. Расчет гидравлических и механических характеристик устройства. Обоснование мероприятий по снижению гидравлического сопротивления.
курсовая работа [83,2 K], добавлен 17.07.2012Классификация теплообменных аппаратов. Расчёт гидравлического сопротивления теплообменника. Расчет холодильника первой ступени. Вычисление средней разности температур теплоносителей. Расчет конденсатора паров толуола и поверхности теплопередачи.
курсовая работа [688,1 K], добавлен 17.11.2009