Курсовая работа: Расчет и подбор нормализованного теплообменного аппарата

Кожухотрубчатые конденсаторы предназначены для конденсации паров в межтрубном пространстве, а также для подогрева жидкостей и газов за счет теплоты конденсации пара. Они могут быть с неподвижной трубчатой решеткой или с температурным компенсатором на кожухе, также вертикальные и горизонтальные. От холодильников они отличаются большим диаметром штуцера для подвода пара в межтрубное пространство.

В кожухотрубчатых испарителях в трубном пространстве кипит жидкость, а в межтрубном пространстве может быть жидкий, газообразный, парообразный, парогазовый или парожидкостной теплоноситель. Эти теплообменники могут быть только вертикальные, с неподвижной трубной решеткой или с температурным компенсатором на кожухе.

В работе используется кожухотрубчатый теплообменник. Кожухотрубчатые теплообменные аппараты могут использоваться в качестве теплообменников, холодильников, конденсаторов и испарителей. Этот теплообменник относится к числу наиболее часто применяемых поверхностных теплообменников. В теплообменнике одна из обменивающихся теплом сред движется внутри труб, а другая – в межтрубном пространстве. Среды обычно направляются противоположно друг другу. При этом нагреваемую среду направляют снизу вверх, а среду, отдающую тепло, - в противоположном направлении. Такое направление движения каждой среды совпадает с направлением, в котором стремится двигаться данная среда под влиянием изменения ее плотности при нагревании или охлаждении.

Конструкции теплообменников должны отличаться простотой, удобством монтажа и ремонта. В ряде случаев конструкция теплообменника должна обеспечивать возможно меньшее загрязнение поверхности теплообмена и быть легко доступной для осмотра и очистки.

Конденсация ацетона водой

Примем следующие индексы:

«1» - для ацетона

«2» - для воды

Общая часть

1. Определим расход теплоты и расход воды на охлаждение ацетона

Примем температуру ацетона на входе в теплообменник равной t _н1 = 56 ⁰ С. Конечная температура ацетона, по условию задания, равной 36 ⁰ С . Вода подается в теплообменник с начальной температурой t _н2 = 17 ⁰ С. Конечная температура равна t _н2 = 27 ⁰ С.

- средняя температура воды:

⁰ С

Данным условиям соответствуют следующие физико-химические показатели воды:

С₂ = 4231,9 Дж/(кг К) – теплоемкость этилацетата (стр. 562, рис. XI, [1]);

λ₂ = 0,593 Вт/(м К) – коэф. теплопроводимости (стр. 561, рис. X, [1]);

ρ₂ = 998 кг/м³ – плотность этилацетата (стр. 512, т. IV, [1]);

μ₂ = 1 10^-3 Па с – коэф. динамической вязкости (стр. 516, т. IX, [1]).

- среднюю логарифмическую разность температур:

56→36

27←17

29⁰ С 19⁰ С

Т.к. , используется формула:

⁰ С

Расчет - температурного коэффициента:

где

при ,,