3. Задания на расчет теплообменников

3.1 Расчет испарителя ректификационной колонны.

Рассчитать и подобрать нормализованный вариант конструкции кожухотрубчатого испарителя ректификационной колонны с получением G =0,88кг/с паров водного раствора нефтяной фракции - мазут.

Кипящая при небольшом избыточном давлении и температуре t =102,6С. мазут имеет следующие физико-химические характеристики: =957кг/м³, =0,00024ПаС, =0,0583Н/м,C=4200Дж/кгК, =0,680Вт/мК, r =2240000Дж/кг. Плотность паров при атмосферном давлении =0,65кг/м, плотность паров над кипящей жидкостью =0,6515кг/м.

В качестве теплоносителя использовать насыщенный водяной пар с давлением 0,2Мпа. Удельная теплота конденсации r_k=2208000Дж/кг, температура конденсации t_k=119,6С. Физико-химические характеристики конденсата при температуре конденсации: =943кг/м³, =0,00023ПаС, =0,686Вт/мК.

3.2 Расчет теплообменника для испарительного толуола.

Определить основные размеры кожухотрубчатого теплообменника и подобрать нормализованный теплообменник для испарения толуола с получением G=3м/ч паров. Температура кипения t=110,8С, =870кг/м³, C=1932Дж/кгК, =0,00024Пас, =0,1163Вт/мК, =0,0288Н/м,

r =368КДж/кг. Греющий пар имеет давление 0,2Мпа: r =2208КДж/кг, t=120С. Свойства конденсата: =940кг/м³ =0,00023ПаС, =0,69Вт/мК.

3.3 Расчет кожухотрубчатого подогревателя бензола

Рассчитать и подобрать нормализованный теплообменник для подогрева G =2,10кг/с, бензола от t =20С до t =80С. При средней температуре t =0,5(20+20)=50С. Бензол имеет следующие физико-химические характеристики: =900кг/м³, =0,000534ПаС, =0,458Вт/мК, C=3730Дж/кгК.

Для подогрева использовать насыщенный водяной пар с давлением 0,6Мпа. Температура конденсата t=158,1С. Характеристики конденсата при этой температуре: =908кг/м³, =0,000177ПаС, =0,683Вт/мК, r=2095000Дж/кг, Pr =1,11. Расчет проводится последовательно в соответствии с общей схемой.

3.4 Расчет подогревателя толуола.

Определить основные размеры кожухотрубчатого теплообменника и подобрать нормализованный теплообменник для нагрева 9,5м/ч толуола от 20 до 100С. C=1800Дж/кгК, = 0,37*10 ПаС, =0,125Вт/мК.

Греющий пар имеет давление Pa=1,7ат, t=114,5С, r=2222КДж/кг, =0,686Вт/мК, =943кг/м³ Термическое сопротивление загрязнений r_загр=0,000345мК/Вт. Расчет проводится последовательно в соответствии с общей схемой.

3.5 Расчет холодильника для охлаждения кубового остатка ректификационной колонны.

Рассчитать и подобрать нормализованный теплообменник для охладителя кубового остатка ректификационной колонны в количестве G =6,2 кг/с от t_н=102,5 до tк =40 С. Кубовой остаток – коррозионно активная органическая жидкость, которая при средней t=0,5(t1+t1 )=66⁰ С имеет следующие физико-химические характеристики: =986кг/м; =0,662Вт/мК, =0,00054Пас, C=4190Дж/кгК. Коэффициент объемного расширения =0,00048 К^-1. Охлаждение осуществляется водой t_н=20 С, tк=30 С

Расчет проводится последовательно в соответствии с общей схемой.