KATEDRA TECHNOLOGII I APARATURY PRZEMYSŁU CHEMICZNEGO I SPOŻYWCZEGO UTP w Bydgoszczy

PROJEKT 2

WYMIENNIK CIEPŁA PŁASZCZOWO - RURKOWY

Wykonawca: Natalia Psztur

Wydział Hodowli i Biologii Zwierząt

Kierunek: ochrona środowiska

Specjalność: przemysłowe technologie w ochronie środowiska

Semestr VI, studia stacjonarne

Bydgoszcz, maj 2008 r.

Spis treści.

1. Bilans cieplny 4

2. Średnia różnica temperatur.................................................................................................4

3.Określenie średnicy rurek.....................................................................................................4

4.Określeni wstępnej prędkości przepływu czynnika A w rurkach oraz wstępnej liczby rurek...........................................................................................................................................4

5. Określenie średnicy płaszcza wymiennika..........................................................................5

6. Określenie prędkości przepływu czynnika A w rurkach oraz liczby Re.........................5

7.Określenie średniej prędkości przepływu czynnika B w przestrzeni międzyrurowej.....5

8. Współczynnik przenikanie ciepła........................................................................................6

9.Powierzchnia wymiany ciepła...............................................................................................7

10. Wyznaczenie długości rurek..............................................................................................7

11.Zestawienie podstawowych wymiarów wymiennika 7

Projekt wymiennika płaszczowo - rurowego służącego do chłodzenia acetonu od temperatury 60 ^oC do temperatury 20 ^oC . Czynnikiem chłodzącym jest woda ze studni głębinowej o średniej temperaturze 7,5 ^oC.

Podstawowe dane:

medium: aceton

G = 86 [t/h]

T_A1 = 60 ⁰C

T_A2 = 20 ⁰C

OZNACZENIA :

G_A- strumień masy acetonu

G_B- strumień masy wody

d_z - średnica zew. rurek,

d_w - średnica wew. rurek,

Re - liczba Reynoldsa

t - temperatura, t_m - średnia różnica temperatur

K - współczynnik wnikania ciepła

s - przyrost korozji

 - czas

ρ_B - gęstość wody,

ρ_A - gęstość acetonu,

C_B - ciepło właściwe wody,

C_A - ciepło właściwe acetonu,

Nu - liczba Nusselta,

Pr - liczba Prandtla

Q - ilość ciepła wymieniana

u_A - prędkość przepływu acetonu,

u_B- prędkość przepływu wody

L - długość rurek wymiennika,

 - lepkość

 - współczynnik wnikania ciepła,

 - współczynnik przewodzenia ciepła

DANE	OBLICZENIA	WYNIKI
GA = 23,889 kg/s CA = 2220 J/kg^0C CB = 4197 J/kg^0C TA1 = 60 ^0C TA2 = 20 ^0C TB1 = 5 ^0C TB2 = 10 ^0C TA= 40 ^0C TB = 5 ^0C = 0,000492 Pas = 858 kg/m^3 d = 0,016 m GA = 23,889 kg/s d = 0,016 m u = 0,538 m/s = 858 kg/m^3 dz = 0,02 m t = 0,026 m n = 265 (Tablica 8-14. Hobler: Ruch ciepła i wymienniki) GA = 23,889 kg/s d = 0,016 m n = 265 = 858 kg/m^3 = 0,000492 Pas Dwym = 0,4859 m n = 265 dz = 0,02 m GB = 80,643 kg/s B = 999 kg/m^3 CA = 1771 J/kg^0C CB = 4197 J/kg^0C s = 0,002 m = 52,335 W/mK K = 664,808 tm = 29,07 ^0C	Bilans cieplny. Q = GA*CA*TA Q = 23,889*1771 *40 Q =1692296,76 W = 1692 kW GB = Q/CB*TB GB = 1692296,76/4197*5 GB = 80,643 kg/s 2. Średnia różnica temperatur w wymienniku. . 60 ^0C 10 ^0C 20 ^0C 5 ^0C t1 = 50 ^0C t2 = 15 ^0C tm = (t1 - t2)/lnt1 /t2 tm = (50 - 15)/ln50/15 tm = 29,07 ^0C 3.Określenie średnicy rurek. Przyjmuję średnicę zewnętrzną rur stalowych dz = 20 mm = 0,02 m 4. Określenie wstępnej prędkości przepływu czynnika A w rurkach oraz wstępnej liczby rurek. Przyjmuję Re = 15000 5, Określenie średnicy płaszcza wymiennika. Sposób rozmieszczenia rurek w dnie sitowym. Przyjmuję układ heksagonalny. Połączenie rurek z dnem sitowym. Przyjmuję spawanie rur z płytą. Ustalenie podziałki rozmieszczenia rur w dnie sitowym. D/t = 17,15 D/0,026 = 17,15 D = 0,4459 m Dwym = D + 2 dz Dwym = 0,4859 m 6. Określenie prędkości przepływu czynnika A w rurkach oraz liczby Re. 7. Określenie średniej prędkości przepływu czynnika B w przestrzeni międzyrurowej oraz liczby Re. AB = 3,14/4 (0,4859^2 - 256 * 0,02^2) = 0,102 m^2 8. Współczynnik przenikania ciepła K. PrA = 1771*0,000492/0,1765 = 4,937 PrB = 10,45 K = 664,808 9. Powierzchnia wymiany ciepła. Ac = A * 1,25 = 105,079 10. Wyznaczenie długości rurek. 11.Zestawienie podstawowych wymiarów wymiennika. Ilość rurek: 265 Liczba Re dla czynnika A: 14593 Liczba Re dla czynnika B: 12247 Średnica zewnętrzna rurek: 0,02 m Średnica wewnętrzna rurek: 0,016 m Grubość ścianki: 0,002 m Prędkość przepływu czynnika A: 0,523 m/s Prędkość przepływu czynnika B: 0,769 m/s Długość rurek: 7,02 m	Q = 1692 kW GB = 80,643 kg/s tm = 29,07 ^0C u = 0,538 m/s n = 258 D = 0,4459 m Dwym = 0,4859 m uA = 0,523 m/s Re = 14593 AB = 0,102 m^2 ReB = 12247 PrA = 4,937 NuA= 93,418 PrB = 10,45 NuB =109,597 K = 0,57068 Ac = 105,079 l = 7,02 m

2

---