Расчеты

3.1 Тепловая нагрузка холодильника

Тепловую нагрузку определяем по формуле:

(1)

Где количество тепла, отнимаемого от изомеризата в холодильнике, кДж/ч; энтальпия изомеризата соответственно при = 363 K = 323 определяемая по таблице [6 с.328 приложение 2.]

Находим:

; .

.

3.2 Массовый и объемный расходы воздуха

Из уравнения теплового баланса холодильника

(2)

Найдем:

Где количество воздуха, кг/ч; , средние теплоемкости(при постоянном давлении) воздуха соответственно при его конечной и начальной температурах, определяемых по таблице [3 с.547 таблица 2.1]

Находим:

Найдем плотность воздуха при его начальной температуре и барометрическом давлении, равном нормальному

(3)

где плотность воздуха при нормальных условиях, кг/ .

Секундный расчетный расход воздуха:

(4)

При выборе вентилятора необходимо иметь ввиду, что он должен не только обеспечить подачу необходимого количества воздуха при колебании его температуры, но и преодолеть гидравлическое сопротивление пучка труб, то есть создать необходимый напор при колебании нагрузки по воздуху.

Для проектируемого аппарата выбираем осевой вентилятор ЦАГИ УК-2М, с регулируемым углом установки лопастей [12, с.76, табл. 11]

3.3 Характеристика труб.

Для холодильника выбираем оребренные биметаллические трубы. Для дальнейшего расчета принимаем L=4 м. Количество спиральных витков на 1 м. трубы, Х = 286. Коэффициент оребрения φ = 9.

Трубный пучок делим на три секции по 141 трубе в каждой. Охлаждаемый продукт делает 6 ходов. [6 с.118.]

3.4 Коэффициент теплоотдачи со стороны изомеризата.

Определим физические параметры изомеризата при его средней температуре в холодильнике:

(5)

= = 343 K

Коэффициент теплопроводности:

)

(6)

) = = 0,14 Вт/(м·К)

Теплоемкость:

(7)

/(кг)

Относительная плотность:

ɑ(Tcp - 293)

(8)

0,762кг/м³

Где - ɑ средняя температурная поправка на 1К, определенная по таблице [13, c.34]

Определяем минимальное значениеRe:

Re = 104 =

(9)

Откуда:

(10)

Для проектируемого холодильника выбираем скорость изомеризата w = 1,5 > . Тогда:

При Re> для определения коэффициента теплоотдачи со стороны изомеризата воспользуемся формулой :

(11)

Где критерий Прандтля при температуре ; критерий Прандтля при температуре стенки трубы со стороны изомеризата ; поправочный коэффициент, учитывающий отношение трубы L к ее диаметру[9.C.186], в нашем случае равный 1.

Найдем критерий Прандтля при температуре :

(12)

Предварительно принимаем температуру стенки трубы со стороны изомеризата K.