POLITECHNIKA POZNAŃSKA

WYDZIAŁ TECHNOLOGII CHEMICZNEJ

Zakład Inżynierii i Aparatury Chemicznej

PROJEKT:

Wymiennik ciepła

Michał Szaro

rok akademicki 2005/2006

studia dzienne magisterskie

2. Charakterystyka techniczna aparatu

Zaprojektowano aparat służący do chłodzenia 60% alkoholu etylowego od temperatury przy wlocie aparatu T=60^oC do temperatury T=40^oC. Natężenie przepływu wynosi 200 m³/h i temperatura wody chłodzącej przy wlocie aparatu wynosi T=20^oC. Temperaturę na wylocie przyjęto T=30^oC

Zastosowano przeciwprądowy wymiennik płaszczowo - rurowy ze stałymi dnami sitowymi. Do budowy zastosowano rurki Φ 20 mm x 2 mm rurki rozmieszczono w układzie heksagonalnym o podziałce t = 26 mm.

Wymiennik ciepła pracuje w niskiej temperaturze T=60^oC i mało agresywnym środowisku dlatego użyto do budowy stal St3S , którą można stosować do T=300^oC.Zaproponowano pionowe ustawienie wymiennika. Płaszcz, rury na króćce, dennice i rurki wykonano ze stali St3S wg PN-64/M-35411.

3. Schemat ideowy aparatu

T_A1 - wlot czynnika chłodzącego (woda 20^oC)

T_A2 - wylot czynnika chłodzącego (woda 30^oC)

T_B1 - wlot czynnika grzejnego (60% etanol 60^oC)

T_B2 - wylot czynnika grzejnego (60% etanol 40^oC)

Spis treści

Strona

1. Strona tytułowa

2. Charakterystyka techniczna aparatu 5

3. Schemat ideowy wymiennika

4. Obliczenia 9

4.1 Parametry opisujące właściwości czynnika. 7

4.1.1 Współczynnik przewodzenia ciepła 7

4.1.2 Lepkość

4.1.3 Gęstość

4.1.4 Ciepło właściwe

4.2 Bilans cieplny

4.2.1 Ilość wymienionego ciepła

4.2.2 Masowe natężenie przepływu

4.3 Rozkład temperatur

4.3.1 Obliczenie średniego modułu napędowego procesu

4.4 Obliczenie średnicy aparatu

4.4.1 Pole powierzchni pojedynczej rurki

4.4.2 Całkowite pole powierzchni wewnętrznej rurki

4.4.3 Obliczenie ilości rurek

4.4.4 Obliczenie średnicy aparatu

4.4.5 Obliczenie rzeczywistych prędkości przepływu czynników

4.5 Obliczenie kinetyczne

4.5.1 Liczba Reynolds'a

4.5.2 Liczba Prandtl'a

4.5.3 Równanie kryterialne - liczba Nusselt'a

4.5.4 Współczynnik wnikania ciepła

4.5.5 Współczynnik przenikania ciepła

4.6 Obliczenie powierzchni wymiany ciepła

4.7 Określenie długości rurek oraz sprawdzenie warunku smukłości

4.7.1 Powierzchnia jednostkowa

4.7.2 Wysokość aparatu

4.7.3 Warunek smukłości

4.7.4 Wysokość czynna aparatu

4.7.5 Powierzchnia czynna aparatu

4.7.6 Rezerwa powierzchni czynnej aparatu

4.8 Obliczenia konstrukcyjno-wytrzymałościowe

4.8.1 Grubość ścianki płaszcza

4.8.1.1 Wartość współczynnik „a”

4.8.1.2 Naprężenie dopuszczalne „k”

4.8.1.3 Współczynnik wytrzymałości szwu „z”

4.8.1.4 Obliczeniowa grubość ścianki cylindra

4.8.1.4 Rzeczywista grubość ścianki cylindra

4.8.2 Grubość ścian dennicy dolnej i górnej

4.8.2.1 Współczynnik wyoblenia dna

4.8.2.2 Wskaźnik osłabienia

4.8.2.3 Współczynnik wytrzymałości szwu „z”

4.8.2.4 Naprężenie dopuszczalne „k”

4.8.2.4 Obliczeniowa grubość ścianki dennic

4.8.2.5 Rzeczywista grubość ścianki dennic

4.8.3 Wyznaczenie największych średnic otworów w płaszczu

nie wymagających wzmocnienia

4.8.3.1 Współczynnik osłabienia „z_r”

4.8.3.2 Największa średnica otworu bez wzmocnienia

4.8.4 Wyznaczenie największych średnic otworów w dennicach

nie wymagających wzmocnienia

4.8.3.1 Współczynnik osłabienia „z_r”

4.8.3.2 Największa średnica otworu bez wzmocnienia

4.8.5 Grubość dna sitowego

4.8.5.1 Współczynnik wytrzymałości dna sitowego

4.8.5.2 Grubość dna sitowego nie wzmocnionego

4.8.6 Dobór kołnierza

4.8.7 Dobór króćców

4.8.8 Dobór dna sitowego

4.8.9 Masa aparatu

4.8.9.1 Masa mediów

4.8.9.2 Masa aparatu

4.8.9.2 Masa aparatu pełnego

4.8.10 Dobór łap

4.9 Opory przepływu

4.9.1 Współczynnik oporu przepływu

4.9.1 Straty ciśnień

4.10 Izolacja

5. Wykaz oznaczeń wraz z jednostkami

6. Literatura

7. Rysunek ofertowy

Dane	Obliczenia	Wynik
	Michał Szaro

---