2.4 Моделирование конструкции кожухотрубного теплообменника. - Разработка технологической схемы парофазного окисления этиленгликоля в глиоксаль с использованием серебряных катализаторов

Холодильник представляет из себя теплообменник кожухотрубного типа (рисунок 2.7 ).

1- Теплообменные трубы; 2 - Штуцер.

D - диаметр кожуха, L - Длина теплообменных труб.

Рисунок 2.7 Однопроходной кожухотрубный теплообменник.

На рисунке 2.7 изображен стандартный кожухотрубный однопроходной теплообменник. На рисунке изображены основные размеры, характеризующие теплообменник: L - длина теплообменных трубок, D - диаметр кожуха. Программный пакет ChemCAD позволяет произвести оценку размеров оборудования, в частности теплообменников. Варьируя основными параметрами теплообменника, такими как: диаметр кожуха, количество проходов, длина трубок, толщина трубок и их количество, мы добиваемся необходимых нам параметров выходных потоков. В данной технологической схеме нам необходимо добиться охлаждения продуктов реакции до температуры порядка 30 ?С. Стоит обратить внимание также и на то, что теплообменники, процесс передачи тепла в которых происходит без кипения являются более надежными, так как в них не происходит образования накипи на стенках теплообменных трубок или же на внутренней поверхности кожуха теплообменника, поэтому будем учитывать и эту особенность при выборе геометрических характеристик холодильника.

Основной проблемой при расчете теплообменников в программе ChemCAD является то, что при расчете некоторых конструктивных характеристик и геометрических размеров используются зарубежные стандарты, что значительно усложняет процесс моделирования аппарата. Варьирование геометрических размеров и конструктивных особенностей теплообменника сводится к выбору подходящих параметров среди существующих стандартов в справочной литературе. При моделировании теплообменника использовались справочники по теплообменникам, а именно "Параметры кожухотрубчатых конденсаторов и испарителей (по ГОСТ 15119-79 и ГОСТ 15121 - 79) " (Приложение А).

Используя информацию из данной таблицы, мы задаем некоторые параметры теплообменника: количество проходов жидкости по трубному пространству, диаметр теплообменных трубок, толщину стенки теплообменных трубок, схему их расположения в трубной решетке и диаметр самого кожуха, а также материал из которого будет выполнен данный теплообменник. По заданным параметрам программный пакет ChemCAD производит расчет следующих характеристик: температуры выходных потоков, коэффициент шероховатости, количество трубок, мощность теплообменника (МДж/ч), перепады давления в кожухе и теплообменных трубках, площадь теплообменной поверхности, коэффициент теплопередачи.

Таким образом, учитывая анализ зависимости температуры продуктов реакции в потоке 11 от расхода охлаждающей воды в теплообменнике 4, мы получаем аппарат со следующими характеристиками:

    1) Тип теплообменника - однопроходной. 2) Ориентация - вертикальная. 3) Диаметр кожуха - 1 метр 4) Количество теплообменных трубок - 882. 5) Внешний диаметр теплообменных трубок - 0,02 метра. 6) Толщина стенки теплообменных трубок - 0,002 метра. 7) Длина теплообменных трубок - 2 метра. 8) Расположение трубок в трубной решетке: правильный треугольник (60 ? ) 9) Степень шероховатости - 1.6*10-6 метра. 10) Мощность теплообменника - 658 МДж/ч 11) Коэффициент теплопередачи - 38 Вт*м2 /К 12) Площадь теплообменной поверхности - 146,5 м2 13) Перепад давления в потоке 8-11 - 0,0007 бар. 14) Перепад давления в потоке 9-10 - 0,2 бар. 15) Температура входного потока 8 - 650 ?С 16) Температура входного потока 9 - 25 ?С 17) Температура выходного потока 10 - 30 ?С 18) Температура выходного потока 10 - 54 ?с

Похожие статьи




2.4 Моделирование конструкции кожухотрубного теплообменника. - Разработка технологической схемы парофазного окисления этиленгликоля в глиоксаль с использованием серебряных катализаторов

Предыдущая | Следующая