Курсовая работа: Расчет тарельчатой ректификационной колонны
- Ориентировочный выбор теплообменника. Решение вопроса о том, какой теплоноситель направить в трубное пространство, обусловлено его температурой, давлением, коррозионной активностью, способностью загрязнять поверхности теплообмена, расходом и др. В рассматриваемом примере в трубное пространство с меньшим проходным сечением (см. параметры многоходовых теплообменников в табл. 1.3) целесообразно направить теплоноситель с меньшим расходом, т. е. горячий раствор. Это позволит выровнять скорости движения теплоносителей и соответствующие коэффициенты теплоотдачи, увеличивая таким образом коэффициент теплопередачи. Кроме того, направляя поток холодной жидкости в межтрубное пространство, можно отказаться от теплоизоляции кожуха теплообменника.
Примем ориентировочное значение Re1 o р =15 000, что соответствует развитому турбулентному режиму течения в трубах. Очевидно, такой режим возможен в теплообменнике, у которого число труб, приходящееся на один ход, равно:
для труб диаметром dH = 20x2 мм
для труб диаметром dH = 25X2 мм
Поскольку в данном примере свойства теплоносителей мало отличаются от свойств воды, примем минимальное ориентировочное значение коэффициента теплопередачи, соответствующее турбулентному течению (см. табл. 1.1): Кор =800 Вт/(м2 ∙К). При этом ориентировочное значение поверхности теплообмена составит
Fop = 1 822 650/(40,8∙800) =55,8 м2 .
Как видно из табл. 2.3, теплообменники с близкой поверхностью имеют диаметр кожуха 600—800 мм. При этом только многоходовые аппараты с числом ходов z=4 или 6 имеют соотношения n / z , близкие к 50.
В многоходовых теплообменниках средняя движущая сила несколько меньше, чем в одноходовых, вследствие возникновения смешанного взаимного направления движения теплоносителей. Поправку для среднелогарифмической разности температур определим по уравнению (1.7):
; 
=0,813
∆tср = 40,8 ∙0,813 = 33,2 град.
С учетом поправки ориентировочная поверхность составит:
Fop = 1 822 650/ (33,20 • 800) =68,7 м2 .
Теперь целесообразно провести уточненный расчет следующих вариантов (см. табл. 2.3):
1К: D=600 мм; dH = 25X2 мм; z=4; n/z=206/4=51,5;
2К: D = 600 мм; dH = 20X2 мм; z=6; n/z = 316/6 = 52,7;
ЗК: D=800 мм; dH = 25X2 мм; z=6; n/z = 384/6=64,0.
5. Уточненный расчет поверхности теплопередачи.
Вариант 1К:
Pr = 
В соответствии с формулой (2.12) коэффициент теплоотдачи к жидкости, движущейся по трубам турбулентно, равен:
α1 =
Вт/(м2∙ К).
Поправкой (Рг/Ргст )025 здесь можно пренебречь, так как разность температур t , и t ст1 невелика (менее ∆tср = 33,2 град).