Введение. К курсовому проекту по процессам и аппаратам химической технологии на тему конденсатор-холодильник для конденсации паров этилового спирта

К курсовому проекту по процессам и аппаратам химической технологии на тему конденсатор-холодильник для конденсации паров этилового спирта

Выполнил

студент группы ХТТ-03-1

Москалев И. В.

Руководитель

Мырзин Г. С.

Дата защиты______________

Оценка___________________

Пермь-2006

Тип, конструкция и краткая характеристика аппарата

Условное обозначение аппарата: 800 КНГ – 16 – 16 – М10 – 0/25 – 4 – 2 гр. Б ГОСТ 15121-79.

Нами был рассчитан и запроектирован конденсатор-холодильник с внутренним диаметром кожуха 800 мм, длиною труб 4м и поверхностью теплообмена 139 м2. Перечисленные основные характеристики обеспечивают конденсацию паров этилового спирта и его охлаждение до 45ºС, нагревание воды от 10 ºС до 40 ºС при заданных массовых расходах теплоносителей. Неподвижная трубная решетка, так как разность температур практически не превышает максимально допустимую. Горизонтальное положение относительно земли, а значит аппарат можно применять в промышленных помещениях. Условное давление штуцеров 16 МПа. Исполнение по материалу М10: так как теплообменник относится к группе Б (работает с агрессивными и взрывоопасными средами, в данном случае этиловый спирт), материалы, соприкасающиеся с этиловым спиртом изготовлены из легированной, нержавеющей стали 12Х18Н10Т, а все остальные материалы из обычной стали 20. Исполнение по температурному пределу – обыкновенное. Диаметр труб 25*2. Для интенсификации теплообмена по трубному пространству – двухходовой.

ВВЕДЕНИЕ

В химической промышленности широко распространены тепловые процессы - нагревание и охлаждение жидкостей и газов и конденсация паров, которые проводятся в теплообменных аппаратах. Теплообменные аппараты или просто теплообменники используются практически во всех отраслях промышленности. Их основная задача обеспечить температурный режим технологических процессов.

В настоящее время все теплообменные аппараты, используемые в химической промышленности, подразделяются на определённые группы по следующим признакам: по назначению (нагреватели, испарители и кипятильники; холодильники, конденсаторы и т. д.),по режиму работы, по особенностям конструкции и т. д. Холодильники и конденсаторы служат для охлаждения потока или конденсации паров с применением специальных хладоагентов (вода, воздух, пропан, хлористый метил, фреоны и т. д.).

Поверхностные теплообменные аппараты можно разделить на следующие типы по конструктивным признакам:

а) кожухотрубчатые теплообменники (жёсткого типа; с линзовым компенсатором на корпусе; с плавающей головкой; с U-образными трубками);

б) теплообменники типа “труба в трубе”;

в) подогреватели с паровым пространством (рибойлеры);

г)конденсаторы воздушного охлаждения.

Кожухотрубчатые теплообменники в настоящее время наиболее широко распространены, по некоторым данным они составляют до 80% от всей теплообменной аппаратуры. Основной частью такого теплообменника является пучок труб, закреплённых в трубных решётках. Трубки располагаются в трубном пучке в шахматном порядке или по вершинам треугольников. Одна из теплообменивающихся сред движется по трубкам, а другая – внутри корпуса между трубками.

Достоинством кожухотрубчатого теплообменника является возможность получения значительной поверхности теплообмена при сравнительно небольших габаритах и хорошо освоенная; недостатком – более высокий расход материала по сравнению с некоторыми современными типами теплообменных аппаратов (спиральными, пластинчатыми теплообменниками и т. д.). Теплообменники могут быть вертикального и горизонтального исполнения. Оба варианта установки одинаково широко распространены и выбираются в основном по соображениям монтажа: вертикальные занимают меньшую площадь в цехе, горизонтальные могут быть размещены в сравнительно невысоком помещении. Материал изготовления теплообменников – углеродистая или нержавеющая сталь.

По оценкам экспертов на изготовление трубчатых теплообменников расходуется около трети всего металла, потребляемого машиностроением. Поэтому разработка методов интенсификации теплообмена способствующих снижению массы теплообменников, экономии материалов, является актуальной проблемой, которой занимаются специалисты многих стран. Одним из наиболее простых и эффективных путей интенсификации теплообмена является изменение формы и режима движения теплоносителя.

В заданном теплообменнике происходит конденсация этилового спирта и последующее охлаждение этого конденсата, следовательно, присутствуют две зоны теплообмена, в которых свойства теплоносителей будут различными. Таким образом рассчитываем характеристики теплообменника для каждой зоны по отдельности и складываем их при выборе стандартного аппарата. Показатели «I» и «II» соответствуют зоне конденсации и зоне охлаждения конденсата, индексы «1» и «2» соответствуют этиловому спирту и воде.

Основные характеристики теплоносителей при их средних температурах.

Таблица1

  Теплоноситель ρ, кг/м3 λ, Вт/(м*К) μ, Па*с С, Дж/(кг*К) Pr
Зона конденсации Этиловый спирт   0.175 4.5*10-4    
Вода   0.611 8.641*10-4 4183.5  
Зона охлаждения конденсата Этиловый спирт   0.175 5.625*10-4    
Вода 999.7 0.579 1.253*10-3   9.145

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: