Рассматриваемая сталь 08Х18Н10Т не реагирует на магнитное поле. Именно поэтому сплав применяется при создании различного сварного и крепежного оборудования, электродах исковых зажигательных свечей.

Определенный химический состав определяет то, что поверхность способна выдерживать воздействие высокой влажности и некоторых кислот, а также других химических веществ. За счет подобного качества сталь применяется при изготовлении деталей, которые эксплуатируются при сложных условиях. Особый химический состав определяет то, что поверхность может выдерживать воздействие самых различных агрессивных химических веществ.

Марка стали 08Х18Н10Т имеет весьма разнообразную область применения. За счёт стойкости к агрессивным средам (кроме серосодержащих сред) она востребована в химической промышленности – при производстве сосудов, работающих под высоким давлением.

Изготавливают из стали 08Х18Н10Т трубопроводы для транспортировки разбавленных растворов фосфорной, азотной, уксусной кислот, агрессивных оснований и солей, трубы для соединения оборудования с повышенной радиацией. Трубы нержавеющие бесшовные 08Х18Н10Т незаменимы во всех областях пищевой промышленности, в нефтяной и нефтеперерабатывающей, в химической и топливно-энергетической отраслях.

Активно используется в автомобильной, кораблестроительной, авиационной и промышленных областях. Кроме того, 08Х18Н10Т используют в криогенной технике при крайне низких температурах – до -269˚С, что не мешает ее применению при высоких температурах (как в дуговых печах).

Трубный пучок будет изготавливаться из также из стали 08Х18Н10Т. Трубки из этого сплава будут профилированными. Профилирование трубок улучшает процессы теплообмена за счет организации потока движения жидкости и не даёт образовываться налёту на поверхности, что дополнительно увеличивает срок их службы. Кроме того, нержавейка дольше работает и надёжней. Такая трубка дольше работает и может использоваться с засорённой водой.

2 РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Тепловой расчёт

Цель: определить тепловую нагрузку аппарата, поверхность теплообмена и расход теплоносителя – холодной воды.

1 Определяем среднюю разность температур.

Составляем схему движения теплоносителей:

---

131℃ Хлорбензол 131℃

40℃ Вода холодная 16℃

1.1 Определяем большую и меньшую разность температур и их отношение ∆t_б/∆t_м:







1.2 Определяем среднюю разность температур по формуле 1.1:





2 Определяем среднюю температуру охлаждающей воды по формуле 1.2:



где t_конд. – температура конденсации жидкости, ℃;

∆t_ср._в. – средняя разность температур, ℃.



3 Определяем тепловую нагрузку конденсатора по формуле 1.3:



где Gа – расход паров жидкости, кг/с;

r – теплота парообразования жидкости, Дж/кг.

Теплота парообразования хлорбензола при 131℃ равняется 324500 Дж/кг.



4 Определяем расход охлаждающей воды по формуле 1.4:



где Q – тепловая нагрузка аппарата, Дж;

С – теплоёмкость воды при средней температуре, Дж/ кг ‧ К;

t_к, t_н – начальная и конечная температура воды, ℃.



Принимаем трубы теплообменника размером Ø25‧2 мм.

Толщина стенки трубы - 4 мм = 0,004 м.

Задаёмся значениями критерия Рейнольдса для воды Re = 15000 (развитое турбулентное движение).

5 Определяем требуемое число труб по формуле 1.5:



где G_H2O – расход охлаждающей воды, кг/с;

Re – критерий Рейнольдса;

d - диаметр внутренний трубы, м;

μ – динамический коэффициент вязкости воды при 28℃, Па ‧ с;

n- число труб.

---

6 Определяем ближайшее число труб по таблице:

одноходовой n = 43

двухходовой n = 110/2 = 55

7 Определяем значение критерия Рейнольдса по формуле 1.6:


где n – число труб;

d – диаметр внутренний трубы, м;

μ – динамический коэффициент вязкости воды при 28℃, Па ‧ с.



Режим движения переходной, т. к. критерий Рейнольдса 2300
8 Определяем значение критерия Прандтля для воды при 28℃:



9 Определяем значение критерия Нуссельта по формуле 1.7:





10 Определяем коэффициент теплоотдачи для воды по формуле 1.8:



где Nu – критерий Нуссельта;

λ – коэффициент теплопроводности воды, Вт / м ‧ К;

d – диаметр внутренний трубы, м.



11 Определяем коэффициент теплоотдачи для паров хлорбензола по формуле 1.9:




где λ – коэффициент теплопроводности хлорбензола, Вт/ м ‧ К;

ρ – плотность хлорбензола, кг/м³;

d – диаметр наружной трубы, м;

μ – динамический коэффициент вязкости хлорбензола, Па ‧ с;

G_х – расход паров хлорбензола, кг/с.



12 Определяем коэффициент теплопередачи по формуле 1.10:



где δ_ст – толщина стенки;

λ_ст – коэффициент теплопроводности материала стенки.

Для стали 08Х18Н10Т определяем λ=16 Вт/м‧К.



13 Определяем площадь поверхности теплообмена конденсатора по формуле 1.11:



где К – коэффициент теплопередачи плоской стенки, Вт/м²·К;

∆t – средняя разность температур теплоносителей, ℃.

---

Для обеспечения заданной производительности устанавливаем один двухходовой конденсатор с поверхностью теплообмена 12 м² со следующей технической характеристикой:

Поверхность теплообмена, м² 12

Число ходов 2

Диаметр кожуха, мм 400

Число труб 110

Длина труб, мм 1500

2.2 Конструктивный расчёт

Цель: рассчитать диаметр патрубков и определить размеры фланцев.

1 Определяем диаметр патрубков по формуле 2.1:



где G – расход хлорбензола, кг/с;

ω – скорость потока хлорбензола, м/с;

ρ – плотность хлорбензола, кг/м³.

2 Определить скорость потока по таблице:

ω_ж = 1,0 м/с;

ω_т = 15,0 м/с;

ω_н = 1,0 м/с.

3 Определяем плотность паров бензола по формуле 2.2:



где T₀ = 273K;

P₀ – атмосферное давление = 10⁵, Па;

P – рабочее давление, Па;

T – рабочая температура, K.



Формула хлорбензола: C₆H₅Cl











4 Определяем патрубки для входа и выхода холодной воды по формуле 2.1:



Выбираем стандарт D_y = 125 мм

5 Определяем патрубок для входа паров хлорбензола по формуле 2.1:



Выбираем стандарт D_y = 300 мм

6 Определяем патрубок для выхода конденсата, т, е, жидкого хлорбензола по формуле 2.1:



Выбираем стандарт D_y = 80 мм

Основные размеры фланцев приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Основные размеры фланцев

Назначение патрубка	Dy	Dн	D	Dб	D1	n	Z	dболт
Для ввода и вывода воды	125	108	245	170	148	14	8	M16
Для ввода паров хлорбензола	300	219	460	225	232	16	12	M16
Для вывода конденсата	80	57	195	110	90	12	4	M12

---

---

Смотрите также файлы

• Биография Н. И. Костомарова Семья и предки.docx

• Тема Передаточные механизмы Рис. Схема цепной передачи 1 ведущая и 2 ведомая звездочки.docx

• Тест по биологии Анализаторы Органы чувств 8 класс.docx

• Урок в рамках классного часа.doc

• Отчет лабораторной работы Создание клиентсерверного приложения Протокол.docx