Розрахунок підконтактного холодильника

Виконуємо перевірюючий розрахунок площі поверхні теплообміну.

°С      150°С

,9°С     80°С

;

Таким чином, середня різниця температур:

Визначаємо середній коефіцієнт тепловіддачі від контактного газу до стінки труби [9, (V-40)]:

 

, (3.15)

 

Де А_тр - коефіцієнт, що враховує фізичні властивості контактного газу при середній температурі;- масова швидкість контактного газу в трубному просторі, кг/(м²·с);- внутрішній діаметр труби, м.

Теплофізичний параметр контактного газу знаходять при середній температурі:_ср = (747 + 150)/2 = 448,5 °С.

Теплоємкість і динамічну в'язкість формальдегідного газу розраховуємо у табл. 3.13 [5].

 

Таблиця 3.13

Розрахунок теплоємності й динамічної в'язкості

	O2	CO	H2O	H2	CO2	N2	СН2О(г)	СН3ОН(г)	Σ
Cp T, K	34,60	31,19	37,57	29,67	48,74	30,86	52,07	73,77	-
xi,	0,0004	0,0040	0,3524	0,0521	0,0160	0,3540	0,1802	0,0410	1,0000
Cp∙ xi	0,0144	0,1249	13,2404	1,5443	0,7807	10,9243	9,3826	3,0243	39,0359
Mr	32	28	18	2	44	28	30	32	-
Mr∙ xi	0,0134	0,1121	6,3427	0,1041	0,7048	9,9108	5,4054	1,3118	23,9052
μi∙ 107	390	360	237	156	304	315	218	231	-
(Mr∙ xi/μi)∙ 10-4	0.0343	0,311	2,6763	0,667	2,318	31,463	24,795	5,679	92,0

 

;

Приймаємо, що критерій Прандтля для двохатомних газів Pr = 0,72 [7], тоді теплопровідність контактного газу:

Площа поперечного перетину трубного простору підконтактного холодильника:

Масова швидкість контактного газу у трубному просторі:

 

,

 

Де  - витрата контактного газу, кг/ч.

Коефіцієнт, що враховує властивості контактного газу, визначається по формулі [9, V-29]:

 

. (3.16)

.

 

Таким чином, середній коефіцієнт тепловіддачі:

.

Визначаємо коефіцієнт тепловіддачі від стінки труби до циркуляційного конденсату. Фізичні властивості конденсату визначаємо при середній температурі 86,1 °С [7].

Швидкість руху конденсату у міжтрубному просторі:

.

При такій швидкості руху конденсату у міжтрубному просторі критерій Рейнольдса:

 

,

Де

 

Визначимо критерії Прандтля й Грасгофа [7]:

 

;

;

;

 

критерій Нуссельта розраховують по формулі [7]:

 

, (3.17)

Таким чином, коефіцієнт тепловіддачі від конденсату трубі:

.

По формулі (3.12) сума термічних опорів стінки труби з урахуванням шарів забруднень по обидва боки [7]:

Σr_ст = 0.00009 + 0,002/17,5 + 0,00017 = 0,000374 м²·К/Вт.

Коефіцієнт теплопередачі:

Поверхню нагрівання визначаємо з рівняння:

 

 

Запас поверхні теплопередачі складе: