Расчет спиральных теплообменников (стр. 4 )

В соответствии со стандартом применяем Sк = 16 мм.

3.6. Прочностной расчёт фланцевого соединения

Исходя из того, что рабочее давление спирального теплообменного аппарата не превышает максимально допускаемого условного минимального давления стандартного фланца (1 МПа согласно ГОСТ), прочность фланцевого соединения при эксплуатации будет обеспечена без произведения прочностного расчёта.

Приложения.

Таблица 1.

Ориентировочные значения коэффициентов

теплопередачи в различной среде.

Вид теплообмена и среда	К, Вт/(м2·К), при движении среды среды
вынужденном	свободном
От газа к газу при обычных давлениях От газа к жидкости От конденсирующегося пара к газу От жидкости к жидкости (вода) От жидкости к жидкости (органической) От конденсирующегося пара к воде От конденсирующегося пара к органическим жидкостям От конденсирующегося пара органических веществ к воде От конденсирующегося пара к вязкой жидкости	12—35 12—60 12—120 200—400 120—300 500—1000 100—350 350—800 —	3,5—12 6—17 6—12 100—300 30—60 300—800 60—180 230—450 300—500

Таблица 2.

Значения коэффициентов местных сопротивлений.

Вид местного сопротивления	ξ
Вход в распределительную камеру Поворот потока и вход в трубы Выход из труб и поворот потока Выход из распределительной камеры Поворот в трубах аппарата типа ТУ Вход в межтрубное пространство Огибание перегородки в межтрубном пространстве Выход из межтрубного пространства	1 1 1,5 0,5 0,5 1,5 1,5 1,5

Таблица 3.

Термические сопротивления загрязнений r3, (м2·К) /Вт.

Теплоноситель	r3·104	Теплоноситель	r3·104
Вода оборотная Вода речная Вода очищенная Конденсат Раствор аммиачный Раствор солей Раствор щелочей Кислота уксусная Кислота соляная, фосфорная, серная Водяной пар Нефть ниже 260°С	2,3 1,7 2,0 0,4 1,5 2,0 4,0 5,0 5,0 1,1 2,0	Нефтепродукты Масло машинное Сероуглерод Углеводороды низкокипящие Ацетон (растворители) Аммиак Органические теплоносители Углеводороды ароматические Полимеризующиеся вещества Бензин, керосин Дымовые газы	2,0 1,5 2,0 2,0 1,0 2,5 2,0 1,8 4,5 1,0 6,0

Таблица 4.

Основные параметры.

Площадь Поверхности Теплообмена F, м2	Ши­рина кана­ла b, мм	Диаметр штуцера dш , мм	Ширина ленты lл, мм	Дли­на канала L, м
10 12,5 16	8; 12	65	400 400 500	12,5 15,6 16,0
20 25 31,5	100	400 500 500	25 25 31,5
40 50 63 80 100	150	1000 1000 1000 1000 1250	20 25 31,5 40 40
20 50	8 16	150; 80 150	500 1100	20 22,7

Таблица 5.

Теплофизические свойства воды и насыщенного пара.

tкон,˚C	Абсолютное давление P·105, Па	ρ, кг/м3	μ·106, Па·с	сP, Дж/(кг·К)	λ·102, Вт/(м·К)	ρ, кг/м3	rкон, кДж/кг	μ·106, Па·с	сP, Дж/(кг·К)	λ·102, Вт/(м·К)
Вода	Пар
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200	0,00638 0,0127 0,0241 0,0439 0,0762 0,127 0,206 0,322 0,489 0,724 1,047 1,480 2,052 2,792 3,734 4,919 6,387 8,187 10,366 12,970 16,06	1000 1000 998 996 992 988 983 978 972 965 958 951 943 935 926 917 907 897 887 876 864	1790 1310 1000 804 657 549 470 406 355 315 282 256 231 212 196 185 174 163 153 145 138	4230 4190 4190 4180 4180 4180 4180 4190 4190 4190 4230 4230 4230 4270 4270 4320 4360 4400 4440 4477 4473	55,1 57,5 59,9 61,8 63,4 64,8 65,9 66,8 67,5 68,0 68,3 68,5 68,6 68,6 68,5 68,4 68,3 67,9 67,5 66,8 66,1	0,0048 0,0094 0,0173 0,0304 0,0511 0,088 0,1301 0,198 0,293 0,423 0,597 0,825 1,12 1,49 1,96 2,54 3,252 4,113 5,145 6,378 7,84	2493 2512 2448 2425 2403 2380 2357 2333 2310 2285 2260 2334 2207 2179 2150 2120 2039 2056 2021 1984 1945	— — — — — — — — — — 11,7 12,6 13,1 13,6 14,1 14,7 15,2 15,8 16,4 16,9 17,4	— — — — — — — — — — 2011 2053 2095 2179 2221 2304 2388 2472 2556 2723 2849	— — — — — — — — — — 2,41 2,59 2,75 2,93 3,07 3,31 3,48 3,69 3,83 4,09 4,30

Варианты выполнения контрольных работ

Задание: Рассчитать и подобрать спиральный теплообменник по условиям задачи, приведенным в таблице 6.

Таблица 6.

№	Рабочая среда	Назначение аппарата	G·10-3, кг/ч	t1, °С	t2, °С	Р·10-5, Па	Содержа-ние НКК, % масс
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13	Этилацетат Бензол Этиловый спирт Метиловый спирт Толуол Октан Пропиловый спирт Ацетон Пропиловый спирт Октан Бутиловый спирт Четыреххлористый углерод Бензол	Холодильник	14 25 32 26 20 15 17 22 15 26 28 10 15	75 105 80 100 95 110 60 45 110 80 75 90 100	36 25 40 35 30 25 30 20 50 45 30 20 40	1,6 2,0 2,5 3,2 1,1 1,5 2,8 2,0 1,8 1,4 3,1 4,3 3,8	95 80 92 88 85 90 96 89 79 85 93 95 97
14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25	Гексан Хлорбензол Четыреххлористый углерод Этиловый спирт Толуол Бутиловый спирт Октан Бензол Толуол Этиловый спирт Метиловый спирт Уксусная кислота	Нагреватель	10 23 12 16 28 21 11 27 22 16 18 25	35 20 40 30 25 30 35 25 40 35 25 20	90 85 70 80 85 90 65 75 90 80 75 70	1,7 2,2 1,2 2,9 1,8 3,5 2,3 1,8 2,3 1,0 1,2 2,0	87 96 94 82 97 89 95 93 86 92 81 98 86

Список литературы.

1.  Машины и аппараты химических производств: Примеры и задачи. Учебное пособие для студентов втузов, обучающихся по специальности «Машины и аппараты химических производств»; Под ред. – Л.: Машиностроение, 1982. – 384 с., ил.

2. 

3.  , , Носков и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л. Химия. 1987, 576 с.

4.  Дытнерский и аппараты химической технологии ч. I. М. Химия. 1995, 400 с.

5.  , , Леонтьев расчёты аппаратов нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов: Учебное пособие. − Тюмень: ТюмГНГУ, 2000. −75 с.