Теплотехнический расчет

 

Вариант 1 Теплообменник «кожухотрубный» (ГОСТ 15120-79).

Для определения значений основных критериев подобия, входящих в критериальные уравнения конвективной теплопередачи, будем использовать формулы соответствующие турбулентному режиму течения жидкости:

Проходное сечение межтрубного пространства (межу перегородками) Sм=7,9 х10-2, сечения одного хода трубного пространства Sт=16,1х10-2 [2 табл.4.12]

а) фракции 230-350о С текущей в межтрубном пространстве:

объемный расход фракции: ;

скорость и критерий Рейнольдса для фракции:

критерий Прандля: .

Для вертикального расположения труб примем выражение (2, форм. 4.31)

;

Коэффициент εφ учитывает влияние угла атаки при φ=30о (1. табл.4.5)

;

Коэффициент теплоотдачи для фракции:

;

б)нефти текущей в трубном пространстве:

объемный расход нефти: ;

скорость и критерий Рейнольдса для нефти:

; ,

из значения Re также видно, что нефть в трубах течет турбулентно.

критерий Прандля:

Рассчитаем критерий Нуссельта для турбулентного течения нефти:

;

где  примем равному 1 [1, таб. 4.23], и соотношение =1 для нагревающихся жидкостей [1, стр.152]с дальнейшей поправкой.

Коэффициент теплоотдачи нефти к стенке:

;

Рассчитаем термическое сопротивление стенки и загрязнений [1, таб. XXXI]:

;

;

Коэффициент теплопередачи:

;

Расчетная площадь поверхности теплопередачи:

;

запас

Вариант 2. Теплообменник «кожухотрубный» (ГОСТ 15120-79)

Расчет 2-го варианта теплообменника аналогичен предыдущему:

Проходное сечение межтрубного пространства (межу перегородками) Sм=7,0 х10-2, сечения одного хода трубного пространства Sт=7,7х10-2 [2 табл.4.12]

а) фракции 230-350о С текущей в межтрубном пространстве:

объемный расход фракции: ;

скорость и критерий Рейнольдса для фракции:

критерий Прандля: .

Для вертикального расположения труб примем выражение (2, форм. 4.31)

;

Коэффициент εφ учитывает влияние угла атаки при φ=30о (1. табл.4.5)

;

Коэффициент теплоотдачи для фракции:

;

б)нефти текущей в трубном пространстве:

объемный расход нефти: ;

скорость и критерий Рейнольдса для нефти:

; ,

из значения Re также видно, что нефть в трубах течет турбулентно.

критерий Прандля:

Рассчитаем критерий Нуссельта для турбулентного течения нефти:

;

где  примем равному 1 [1, таб. 4.23], и соотношение =1 для нагревающихся жидкостей [1, стр.152]с дальнейшей поправкой.

Коэффициент теплоотдачи нефти к стенке:

;

Рассчитаем термическое сопротивление стенки и загрязнений [1, таб. XXXI]:

;

;

Коэффициент теплопередачи:

;

Расчетная площадь поверхности теплопередачи:

;

запас

Как видно из значений величины запаса поверхности теплообмена I-ый вариант теплообменного аппарата имеет превосходство над II-м вариантом.