ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.11.2023
Просмотров: 242
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
где G1,G2 - секундный массовый расход теплоносителей, кг/с;
iτ1 , iτ2 - энтальпия горячего потока при начальной и конечной температуре, кДж/кг;
it1 , it2 - энтальпия холодного потока при начальной и конечной температуре, кДж/кг.
Энтальпию горячего потока находим по таблице энтальпии нефтяных жидкостей при температуре 1 (Приложение 1)
1 = 340 + 273 = 613 K
i613 = 810,15 кДж/кг
Находим энтальпию холодного потока при температуре ввода вакуумного газойля t1 и t2 (Приложение 1)
Т1 = 180 + 273 = 453 К
i453= 375,52 кДж/кг
Т2 = 230 + 273 = 503 К
i593 = 500,3 кДж/кг
Рассчитываем энтальпию холодного потока при температуре вывода вакуумного газойля 2 по формулеi2
=i1
− G2(it2 − it1 ) , G1
68,47 (500,3 - 375,52)i2 = 810,15 -
59,46 = 666,46 кДж
По таблице энтальпии нефтяных жидкостей значение 666,46 кДж при плотности 0,900 соответствует 563 К или 290 °С
-
Расчет тепловой нагрузки
Q = 68,47 ∙ (500,3 − 375,52 ) =8543,69 кВт
-
Расчет среднетемпературного напора в теплообменном аппарате
Для расчета применяем наиболее эффективную схему движения потоков – противоток
613К 563К
503К 453К∆Тmax= ТТ1 - ТТ2
∆Тmin= ТТ1 - ТТ2
∆Тmax= 613 - 503 = 110К
∆tmin= 563 - 453 = 110 К
∆Tmax = 110 = 1,00 < 2
∆Tmin
∆Тср =
110
110 + 110 = 110 K2
∆Тср
= ∆Tmax + ∆Tmin , (27)
2-
Определение необходимой поверхности теплообмена
Q
ср
F= K ∙ ∆t
, (28)
где F - поверхность аппарата, м2; Q - тепловая нагрузка, кВт;
K - коэффициент теплопередачи, Вт/м 2 К;
∆Тср - средняя разность температур, 0С
2
Коэффициент теплопередачи принимаем на основе справочной литературы К = 145 Вт
м ·К
8543,69 ∙ 103
F = 145 ∙ 110 = 536 м2-
Выбор по техническим условиям стандартного аппарата
Выбираем аппарат по техническим условиям кожухотрубчатый теплообменник с плавающей головкой:
-
диаметр кожуха D= 1 400 мм; -
поверхность теплообменника FАП= 561 м2; -
диаметр труб d=252,0 мм; -
число ходов по трубам n=4; -
площадь проходного сечения 1 хода по трубам 0,099 м2; -
площадь проходного сечения по межтрубному пространству 0,174 м2
-
Определение коэффициента теплоотдачи в трубном пространстве
Тср
По трубному пространству – негидроочищенный вакуумный газойль
1 ... 5 6 7 8 9 10 11 12 13
= Т1 + Т2 ,2
453+503Тср=
tср
2 = 478К = 205°С
Относительная плотность потока
293
ρ277 = ρ277
- α∙ (Тср - 293 )
277
ρ543 = 0,910 - 0,0006268 ∙ (478- 293 ) = 0,794
α = 0,001828 - 0,00132 ∙ 0,910 = 0,0006268
Абсолютная плотность будет равна 794 кг/м3 Теплоемкость
1
С =√ρ
288
288
(0,762+0,0034∙tср), (29)
ρ288 = ρ293 + 5∙α
288 277
288
ρ288 = 0,910 + 5∙0,0006268=0,913
1
С =√0,913
(0,762+0,0034∙478)= 2,498 кДж
кг ∙КТеплопроводность
0,1346
ρ
λ = 288 (1 – 0,00047 ∙ tср), (30)
288
λ = 0,1346 (1 - 0,00047 ∙ 478) = 0,114 Вт0,913 м ∙ К
Кинематическую вязкость определяем по графику (Приложение 9)
ʋ205 = 1,3 ∙ 10-6 м2/с
Объемный расход газойля
G
V= ρ , (31)69,76
V = 794= 0,088 м3/с
Скорость теплоносителей
где S - площадь сечения, м2
0,088
V
ω = S , (32) ω = 0,099 = 0,889 м/сОпределяем режим движения теплоносителей
Re = ω ∙ dэ , (33)ν
где dэ - внутренний диаметр трубок
dэкв= 25 - 2 ∙ 2,0 = 16 мм = 0,021 м
0,889 ∙ 0,021
dэ = dн - 2δ, (34)
Re = =14 360,771,3 ∙ 10-6
Re = 14 360,77- режим турбулентный Критерий Прандтля
Pr =
C ∙ ν ∙ ρ
λ , (35)Pr =
2,498 ∙ 1,3∙ 10−6 ∙ 794 ∙ 103
0,114 = 22,62Критерий Нуссельта
Nu = 0,2 ∙ Re0,6 ∙ Pr0,33, (36) Nu = 0,2 ∙ 14 360,770,6 ∙ 22,620,33 = 174,71
Коэффициент теплоотдачи
Nu ∙ λ
α =dэ
, (37)
174,71 ∙ 0,114 Вт
α = 0,021 = 948,43 м2∙К-
Определение коэффициента теплоотдачи в межтрубном пространстве
tср=
По межтрубному пространству направляем гидрогенизат Определяем среднюю температуру
613 + 563
2 = 588 К = 315 0СОтносительная плотность потока