Тепловой и гидравлический расчет теплообменах аппаратов

сz – учитывает зависимость среднего коэффициента теплоотдачи в межтрубном пространстве от числа рядов труб в пучке, омываемых в поперечном направлении Zn, Zn=16 [1,c.81] => сz=1 [1,c.32];
с=0,640 [1,c.81]
Средняя скорость нефти в межтрубном пространстве (мтр, необходимая для определения числа Рейнольдса, рассчитывается по формуле:
[1,c.31]
где Gмтр , мтр – массовый расход и плотность нефти;
ƒв.п., ƒв.п – площадь проходного сечения в вырезе перегородки и между перегородками в межтрубном пространстве выбранного стандартного ТА
м/с
Число Рейнольдса рассчитывается по формуле:

Режим ламинарный.
Число Грасгофа:



Коэффициент Pr для нефти при tcр неф.=57,5 ºС: Pr=75, значит Gr*Pr = 143679*100 = 14367900 > 80 000
Из таблицы определяем следующие константы: C=0,15; j=0,33; y=0,43; i=0,1;
Выбираем из графика для мазута при
Режим ламинарный: с1=0,71; m=0,5; n=0,36 [1,c.32]

Вт/(м2∙К)
8. Определение дополнительных термических сопротивлений стенки трубы и загрязнений.
Выберем сталь Х18Н9(ЭЯ1)
толщина стенки δст = 2 мм
коэффициент теплопроводности стали λст=16,3 Вт/(м∙К)
термические сопротивления загрязнений:
для мазута Rз тр = 29∙10-4 (м2∙К)/Вт
для мазута Rз мтр = 29∙10-4 (м2∙К)/Вт
9. Определение коэффициента теплопередачи и водного эквивалента поверхности нагрева.
Коэффициент теплопередачи:

Вт/(м2∙К)
м2
Итоговый выбор ТА по каталогу.
F = 233 м2 [1,c.56]
L = 6000 мм
Диаметр кожуха, мм Наружный диаметр труб dн, мм Число ходов по трубам nx Площадь проходного сечения ƒ∙102, м2 Наружный Внутренний Одного хода по тубам В вырезе перего-родки Между перегород-ками — 800 20 6 2,0 6,5 7,0
Поверочный тепловой расчет
10. Определение фактической мощности выбранного теплообменного аппарата по данным проверочного расчёта.
Фактическая тепловая мощность выбранного теплообменного аппарата рассчитывается по формуле Белоконя:
[1,c.37]
где Wm – приведённый водяной эквивалент,

где W1=Cp1∙G1=2230∙11=24530 Вт/с
W2=Cp2∙G2=2050∙10=20500 Вт/с
Принимаем Р=0,5
с/Вт
Wm =15730 Вт/с
Вт
Действительные температуры теплоносителей на выходе из ТА:
[1,c.37]



Гидравлический расчет теплообменного аппарата
Падение давления теплоносителя в трубном пространстве ТА:


Падение давления теплоносителя в межтрубном пространстве ТА:


Мощности, необходимые для перекачки теплоносителей через трубное и межтрубное пространство:


Температурная диаграмма теплоносителей для выбранного теплообменного аппарата
Отклонение от заданных температур составляют соответственно 4% и 4,2%.
















Кожухотрубчатый теплообменник
Схема 6-ти ходового кожухотрубного теплообменного аппарата с неподвижными трубными решетками и температурным компенсатором:
1 - распределительная камера; 2 - кожух; 3 - теплообменная труба; 4 - поперечная перегородка; 5 - трубная решетка; 6 - задняя крышка кожуха;7 - опора; 8 - дистанционная трубка; 9 - штуцеры; 10 - перегородка в распределительной камере; 11 – отбойник; 12 – температурный компенсатор.
Схемы движения теплоносителей и положение перегородок в распределительной камере и задней крышке теплообменного аппарата (6 ходов по трубному пространству):
Распределительная камера: Задняя крышка:




Температурная диаграмма теплоносителей:

Список использованной литературы
Калинин А.Ф. Расчёт и выбор конструкции кожухотрубного ТА. – М.:РГУ нефти и газа, 2002.
Трошин А.К. Теплоносители тепло- и массообменных аппаратов и их теплофизические свойства. – М.: МИНГ, 1984













5



t1=164

оС

t2=99

=91

1=24

kF