Выбор типа теплообменника и хладоносителя

Из всех существующих теплообменников согласно классификации с заданной нагрузкой в может справиться только кожухотрубный

При конденсации паров на наружной поверхности труб образуется пленка конденсата. Для вертикальных труб пленка конденсата полностью закрывает поверхность теплоотдачи, создавая дополнительное термическое сопротивление. При горизонтальных трубах пленка конденсата не может удержаться на верхней части трубы, закрывая только кормовую часть. В этом случае коэффициент теплоотдачи будет больше, чем на вертикальных трубах. Поэтому принимаем горизонтальное расположение конденсатора.

Рис.1. Расположение пленки кондесата /1/ на а) горизонтальных и б) вертикальных трубах.

В качестве второго теплоносителя можно принять воду. Поверхность теплопередачи при водяном охлаждении принимаем за 1. Воду, как более загрязненный теплоноситель, направим в трубное пространство теплообменника.

Начальная температура охлаждающей воды принимается в пределах 15 – 20⁰С. конечная температура воды принимается на основе технико-экономического расчета, но не должна превышать 60⁰С, т.к. при этой температуре начинается парообразование и выпадение солей жесткости на стенки.

При увеличении конечной температуры воды от 20 до 40⁰С поверхность теплопередачи будет возрастать и увеличится примерно на 20% (Рис.2), что соответствует обычному запасу поверхности.

Расход воды с увеличением конечной температуры будет уменьшаться существенно и снизится примерно в 4 раза (Рис.3). поэтому с целью экономии воды и расхода электроэнергии на ее подачу принимаем начальную и конечную температуры воды соответственно 20 и 40⁰С

F,м² υ, м³/с

t_кон t_кон

Рис.2. Зависимость поверхности теп- Рис.3. Зависимость рас-

лопередачи от конечной температуры хода воды от конечной воды температуры

Схема аппарата представлена на Рис.4. для конденсаторов обычно применяют многоходовые теплообменники, чтобы обеспечить высокий коэффициент теплоотдачи со стороны воды.

Рис.4. Схема горизонтального двухходового конденсатора.

1 – пары этанола, 1а – конденсат этанола, 2 – вода.