"Расчет кожухотрубного теплообменника для стерилизации масла" - Расчет кожухотрубного теплообменника для стерилизации масла
Задание
Спроектировать кожухотрубный теплообменник для нагревания G, кгс, продукта от начальной температуры t2Н до конечной t2К теплоносителем с начальной температурой t1Н и конечной температурой t1К.
Исходные данные для расчета:
Производительность G = 1,39 кгс
Начальная температура масла t2Н = 25ОС
Конечная температура масла t2К = 135ОС
Общее допустимое гидравлическое сопротивление Р = 0,5 МПа
Степень сухости водяного пара Х = 0,9
Коэффициент рекуперации тепла е = 0,8.
Продукт - растительное масло (подсолнечное масло рафинированное).
Теплоноситель - водяной пар.
Тип аппарата - вертикальный.
Тепловой расчет:
1. Определяем среднюю температуру продукта (масла) в подогревателе:
TМ = 0,5(t2Н+ t2К)
TМ = 0,5(25+135)=80ОС
2. Определяем физические характеристики продукта при tм = 80оС по табл.14 [5]:
Удельная теплоемкость продукта сР = 2,03 кДж(кг*К);
Плотность продукта с= 884 кгм3.
Кинематический коэффициент вязкости н = 10,4*106 м2С.
Коэффициент теплопроводности масла л = 0,159 Вт/(м*К)
Значения критерия Прандтля Pr = 117,3
3. По давлению пара Р определяем характеристики насыщенного пара по табл. 11.2[6]:
Температура пара tП =151,1ОС;
Удельный объем насыщенного пара V = 0,3747 м3Кг;
Теплота парообразования r = 2111,0 кДжкг
4. Количество тепла, необходимое для подогрева продукта (масла) до заданной температуры:
Q = GМ*CP(t2К - t2Н )цN, кВт
Где цN - поправочный коэффициент на потери тепла в окружающую среду, определяемый в долях единицы. цN = от 1,03 до 1,05
Q = 1,39*2,03(135-25)*1,04=322,8 кВт
- 5. Рассчитываем среднюю разность температур (средний температурный напор). ?tср = (?tБ - ?tМ )2,3lg(?tБ ?tМ);
Где ?tБ = TП - t2Н; ?tМ = tП - t2К; ОС.
- ?tБ = 151,1 - 25 =126,1 ОС; ?tМ =151,1 - 135 = 16,1 ОС. ?tср = (126,1 - 16,1)2,3 lg(126,116,1) = 53,4 6. Задаем скорость движения в трубах, она лежит в пределах W'м = (0,6 - 1,5), мс.
Принимаем W'М = 0,9 мс.
7. Задаем внутренний dв и наружный dн диаметр трубок, учитывая, что внутри трубок протекает продукт, а снаружи трубки омываются паром.
DВ =0,021 м, dН = 0,026 м.
8. Определяем необходимое количество трубок для обеспечения данной скорости продукта в одном ходу:
N'=G/2825dВ2W'МСМ.
N' = 1,39*36002825*(0,021)2*0,9*884 = 5,03
Значение n? округляем до целого десятка n = 10 трубок.
9. Уточняем скорость движения продукта по трубам по количеству трубок:
WМ = 3600*GМ/2825dВ2СМ n, мс.
WМ =1,39*36002825*(0,021)2*884*10= 0,65 мс.
10. Находим значение коэффициента теплоотдачи Ь2:
Ь2 = NuF*лF/dВ;
Для определения коэффициента теплоотдачи Ь2 рассчитываем критериальное уравнение:
NuF = 0,0225*ReF0,8*PrF0,4
NuF, лF, НF, - физические параметры продукта определяемые при средней температуре продукта.
ReF = WМDВНF; ReF =<1*104 => режим движения масла ламинарный.
NuF = 0,0225*(1312,5)0,8*(117,3)0,4 = 47,25
Б2=
11. Определяем необходимую поверхность нагрева продукта с учетом возможности загрязнения:
FН = Qб2ДtСрЗЗ; Где зЗ - коэффициент загрязнения (зЗ = 0,7-0,9).
FН =
- 12. Выбираем число ходов продукта по трубкам подогревателя, оно может быть 2, 4, 6 (выбирается в первом приближении произвольно). Принимаем z = 4. 13. Средняя длина трубки одного хода:
I1 = FН рdНZМ; м
I1 =
14. Рабочая длина одной трубки:
L = l1Z;
L =
15. Расход пара на подогрев продукта составляет:
GN = QзН ; кгч
ЗН - коэффициент, учитывающий потери тепла в окружающую среду при наличии изоляции (1,1 - 1,3).
GN =
16. Число отверстий под трубки в трубной доске:
NО = zМ*n
NО = 4*10 = 40
17. Внутренний диаметр корпуса:
ДВ = NО*dН
ДВ = 40 *0,026 =1,04м
18. Число труб, размещенных на диаметре трубной решетки (наибольшей диагонали шестиугольника):
ND = 3v (4FР / 3t*f*в),
Где в - отношение высоты или длины теплообменника к его диаметру:
В = Н/D = L/D, в = 3-5, примем в = 3; t - шаг размещения трубок, м.
ND = 3v 4*21,6 / 3*0,033*0,18 = 3v 4848,48 = 16,9 ? 17.
Пусть трубки на трубной решетки закреплены сваркой, тогда t = 1,25dН,
T = 1,25*0,026 = 0,033 м.
F - поверхность одного метра трубы принятого диаметра, м2:
F = 2рr(r+h)/3 = 2*3,14*0,013*(0,013+6,6)/3 = 0,18.
- 18. Внутренние диаметры кожухов, изготовленных сваркой, рекомендуется принимать от 400 до 3000 мм через каждые 200 мм. Если корпус выполняется из труб, то наружный диаметр выбирают равным 159, 273 или 325 мм. Пусть внутренний диаметр кожуха равен 2500мм = 2,5 м, а наружный корпуса - 325 мм = 0,325 м. 19. Общее число труб, размещаемых в пределах правильного шестиугольника,
N = 0,75(nD2 - 1) + 1,
N = 0,75*(172 - 1) + 1 = 217.
20. Диаметр трубной решетки или внутренний диаметр кожуха теплообменника для многоходового теплообменника:
DВн = 1,1t ? n/з, где з = от 0,6 до 0,7.
DВн = 1,1*0,033*v 217/0,6 = 0,7 м
21. Полная высота теплообменника, м:
Н = l + 2д +2h,
Где д - толщина трубной решетки, м; h - высота предтрубной камеры, м; конструктивно принимают от 200 до 400 мм, примем h = 300 мм = 0,3м.
Д = 2,8 мм по табл.29 [5]
Н = 1,65 + 2*2,8 + 2*0,3 = 7,85 м.
22. Число ходов в межтрубном пространстве:
ЖМтр = 0,785[(DВн - ndН2)сщМтр] / GМтр,
ЖМтр = 0,785[(1,042 - 217*0,0262)884*0,65] / 1,39 = 303,38
23. Расстояние между сегментными перегородками межтрубного пространства:
H = SМтр/[D(1 - dН/S)],
Где SМтр - проходное сечение межтрубного пространства кожухотрубного аппарата (без перегородок), м2:
SМтр = 0,785(DВн2 - ndН2),
SМтр = 0,785( 0,72 - 217*0,0262) = 0,27м2,
- S - живое сечение прохода теплоносителя, м2: S = G/щс, S = 1,39/0,65*884 = 0,0024 м2.
H = 0,27 /0,7*(1 - 0,026/0,0024) = 0,092 м = 92 мм.
Похожие статьи
-
Любое нагретое тело теряет тепло в окружающую среду, что существенно увеличивает затраты на данный процесс. Для снижения этих затрат и соблюдения...
-
Обоснование выбора теплообменника В нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, газовой и других отраслях промышленности наибольшее...
-
=; = = = Выбираем по ГОСТ D1 =250мм и D2 =250мм Расчет и выбор тепловой изоляции Целью расчета тепловой изоляции является определение толщины слоя...
-
В процессах нефти - и газопереработки для обеспечения необходимой температуры в аппаратах требуется подводить или отводить тепло. Для этого на...
-
Гидравлический расчет - Расчет кожухотрубного теплообменника для стерилизации масла
Гидравлический расчет выполняется для определения потерь давления и затрат энергии на преодоление этих потерь. 1. Общие потери давления определяются: ДС...
-
Расчет производился аналогично п. п. 1 - 2. Результаты сведены в таблицу 2.4 и 2.5. Таблица 2.4. Параметры трубопроводов и оборудования отопления по...
-
С > С > 1. )Требуемая поверхность теплообмена: 2. Рассчитываем запас поверхности 3. ) Окончательно выбираем теплообменник по ГОСТу с...
-
Находим объемную скорость горячего и холодного теплоносителей: (м3/с) Где V1,V2 - объемная скорость горячего и холодного теплоносителя. 11. Рассчитываем...
-
Марка оборудования для автоматической сварки под слоем флюса ESAB. Для внедрения новой технологии необходимо приобрести или изготовить новое оборудование...
-
Расчет посадок для подшипников качения - Нормирование точности в машиностроении
Дано: Подшипник 97516, класс точности 60, вращается внутреннее кольцо, радиальная нагрузка 30000 Н, умеренная, с малой вибрацией, нагрузка осевая 10000...
-
В курсовом проекте на тему посчитать и подобрать нормализованный теплообменник для охлаждения хлороформа. Выполнен технологический и утонченный расчет...
-
Расчет коэффициентов теплопередачи - Проектирование кожухотрубчатого теплообменника
Учитывая соотношение между толщиной стенки трубы и ее диаметра расчет коэффициента теплопередачи проводим как для плоской стенки: 1. Задаемся...
-
1 Определяем длительный ток в линии: Длительный ток электродвигателя: Где Рн - номинальная мощность электродвигателя, Вт; U - напряжение, В; Cos -...
-
Расчет теплообменных аппаратов, Дефлегматор - Ректификационная установка
Дефлегматор Для конденсации паров, выходящих из ректификационной колонны принимаем дефлегматор водяного охлаждения. Выбирая его тип, определим площадь...
-
Методика расчета дуговой печи (для плавки черных металлов). - Дуговая печь косвенного действия
Определяем мощность трансформатора, кВА, Где Wтеор -- удельный расход электроэнергии на расплавление, кВт-ч/т; П -- производительность печи, т/ч; -- КПД...
-
Расчетный бактерицидный поток определяется по формуле 121 [10] Где - коэффициент поглощения облучаемой воды в см-1, равный для обработанной воды...
-
Расчет и подбор компрессора Холодильный компрессор - агрегат, отвечающий за сжатие и перекачку паров хладагента используется в промышленности и в...
-
Расчет гидравлического сопротивления колонны - Абсорбер для очистки газов от диоксида углерода
Гидравлическое сопротивление обуславливает энергетические затраты на транспортировку газового потока через абсорбер [6, с.201]. Для тарельчатых колонн...
-
Напряжение используемых линий элетропередач 35кВ. Типы применяемых заземлителей: вертикальный стержневой (трубообразный) зазелитель L = 3 м, d = 0,05 м,...
-
Объем трубопровода на каждом участке определяется по формуле (7) м3 м3 м3 м3 м3 м3 м3 м3 м3 м3 м3 м3 м3 Найдем суммарный объем м3 Определим вес...
-
Расчет газопровода низкого давления для населенного пункта №1 Определим вес трубопровода , (6) Где - объем трубопровода на i - ом участке, м3; - удельный...
-
Составление расчетной схемы и исходного уравнения для расчета зажимного усилия Силовой расчет станочных приспособлений можно разбить на следующие этапы:...
-
Шаньга Сибирская ГОСТ 24557-89 и Сдоба Сибирская ГОСТ 24557-89 Количество дежей, необходимых для обеспечения часовой производительности печи, находим по...
-
Тепловые потоки QО = 0, QВ = 0. 1. ГВС I зоны. Расчетный расход воды на летнее ГВС I зоны: Кг/с = 12,31 т/ч 2. ГВС II зоны. Расчетный расход воды на...
-
1. Расход циркуляции ГВС I зоны: , где - кратность циркуляции; Расход сетевой воды в точке излома: Кг/с = 24,62т/ч Кг/с = 2,46т/ч Температура воды...
-
Вибір сорту масла Змазування зубчастого зачеплення виробляється зануренням зубчастого колеса в масло, налите всередину корпусу до рівня, що забезпечує...
-
Расчет количества сырья и продуктов, необходимых для приготовления блюд, производится на основании плана-меню и Сборника рецептур блюд и кулинарных...
-
Напор подача насос трубопровод Определение величины потребного напора для заданной подачи Для определения потребного напора запишем уравнения Бернулли...
-
Выбор трубопроводов (гидролиний), Выбор вспомогательных устройств - Расчет объемного гидропривода
Внутренний диаметр трубопровода рассчитывают на основе подачи насоса (QН) и рекомендованных значений скорости (v) рабочей жидкости, выбираемые в...
-
Расчет цилиндрической передачи редуктора - Расчет редуктора электродвигателя
Для изготовления шестерни и колеса выбираем сталь 45, термическая обработка - улучшение, твердость НВ 230 для шестерни и НВ 200 для колеса. Определяем...
-
, Предел изгибной выносливости [1, табл. 6,16]. [1, табл. 6,16]. S F =1,75 - коэффициент безопасности [3, табл. 8.9]. Коэффициент долговечности: , Q=6 -...
-
При значительных напряжениях в конкурсе необходима установка линзового компенсатора. Определение коэффициента у, определяющего гибкость компенсатора Где...
-
РАСЧЕТ ОЗОНИРУЮЩЕЙ УСТАНОВКИ - Очистные сооружения водопровода г. Нижний Тагил
1) Компоновка и расчет блока озонатора Расход озонируемой воды QСут=140000 м3/сут или QЧас=5833 м3/ч. Дозы озона: максимальная qМакс=5 г/м3 и средняя...
-
Хлор вводится в воду в два этапа. Расчетный часовой расход хлора для хлорирования воды: Предварительного при = 5 мг/л : 24 = : 24 = 29,2 кг/ч; Вторичного...
-
В данном разделе мы рассчитаем потребное количество сырья, вспомогательным материалов и тары в 1 смену для выпуска готовой продукции в установленном...
-
Подбор посадок для сопряженных поверхностей, Выбор смазки - Расчет редуктора электродвигателя
Посадки назначаем в соответствии с указаниями, данными в табл.10.13 [1]. Посадка зубчатого колеса на вал по ГОСТ 25347-82. Шейки валов под подшипниками...
-
Диаметр шнека рассчитывают из условий обеспечения заданных объема впрыска за цикл хн = 1000 - 10-6 м3 (номинального), пластикационной способности qпл =...
-
В горячем цехе осуществляется приготовление различных видов кулинарной продукции для реализации в зале предприятия. Производится тепловая обработка...
-
Стоимость единицы собственного сырья берется по данным производственно-финансового плана предприятия. Потребность в воде определяется исходя из...
-
Выбор и расчет оборудования характерен для проектирования специализированных производств, а также реконструируемых предприятий с устоявшейся...
"Расчет кожухотрубного теплообменника для стерилизации масла" - Расчет кожухотрубного теплообменника для стерилизации масла