PROJEKT
WYMIENNIK CIEPŁA
metanol
od temp. 20 do 400C
Ciśnienie 0,5 MPa
Mt = 4,5 t/h
PROJEKTOWAŁ
Tomasz Mendelewski
OZNACZENIA :
Mk- strumień masy kondensatu, Mw- strumień masy wody
Dz - średnica zew. powłoki walcowej, Dw - średnica wew. powłoki walcowej
dz - średnica zew. rurek, dw - średnica wew. rurek
Pow - ciśnienie obliczeniowe (wewnętrzne)
k - naprężenie dopuszczalne na rozrywanie
z - współczynnik wytrzymałości szwu
Re - graniczna płynność na rozrywanie, Re - liczba Reynoldsa
t - temperatura, Dtm - średnia różnica temperatur
Xe - współczynnik bezpieczeństwa odniesiony do granicznej płynności
K - współczynnik wnikania ciepła
go - grubość ścianki
Zdop - współczynnik zakładu spawalniczego
c - naddatki grubości, c1 - naddatek na minimalne odchylenie blachy
c2 - naddatek na korozję
c3 - naddatek na dodatkowe naprężenia nie pochodzące od ciśnienia
s - przyrost korozji
t - czas
yw - współczynnik wytrzymałości wyoblenia
F - powierzchnia wymiany ciepła ,
Hc - wysokość części cylindrycznej, H - wysokość łapy
w - wskaźnik osłabienia
Zr - współczynnik wytrzymałości powłoki
m - masa wymiennika
G - ciężar aparatu
Fst - powierzchnia stracona na skutek otworu, Fwzm - powierzchnia wzmocnienia
e - ramię siły
sd - naprężenie zgniatające aparatu
rw - gęstość wody, rk - gęstość kondensatu, rst - gęstość stali
Cw - ciepło właściwe wody, Ck - ciepło właściwe kondensatu
Nu - liczba Nusselta, Pr - liczba Prandtla
Q - ilość ciepła wymieniana
uk - prędkość przepływu kondensatu, uw - prędkość przepływu wody
L - długość rurek wymiennika, h - lepkość
a - współczynnik wnikania ciepła, l - współczynnik przewodzenia ciepła
DANE : OBLICZENIA : WYNIKI :
Mk=4,5t/h=1,25kg/s 1. Bilans cieplny
tpk=200C Qk = Mk*Ck*Dt
tkk = 40oC
Ck=2491,3 J/kgK Qk =1,25*2491,3*(40-20) = 62282,5 Qk =62282,5W
Masowe natężenie przepływu wody :
Cw =4180J/kgK Qw 62282,5
tpw = 50oC Mw = ¾¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾- = 1,00 kg/s Mw = 1,00 kg/s
tkw= 350C Cw*(tkw-tpw) 4180*(50-35)
1.1 Średnia różnica temperatur
0C
35
20
50
40
Dt1= 50-40 = 10
Dt2 = 35-20 = 5
Gdy Dt2 / Dt1 > 2, to: Dtm = Dt1 +Dt2 / 2 = 7,5 Dtm = 7,5 0C
2. Obliczanie ilości rur
Przyjmuję półki 25/21, czyli dw = 21mm, dz = 25mm,
wg BN – 80/2251 – 04
rk =765 kg/m3 rśr =765*5*105*273/1,013*105*303=3401,2 rśr=3401,2kg/m3
uk = 1m/s Mk = ukrkfk fk = Mk/ukrk = 3,67*10-4 fk = 3,67*10-4
Ilość rurek:
n = 4f/pdw2 = 4*3,67*10-4/3,14*0,0212 = 1,2
Przyjmuję 7 rurek
Fk = n*fk = 7*3,67*10-4= 2,57*10-3 n = 7
3. Obliczanie średnicy zastępczej
t = 32mm Dla 7 rurek D/t = 2 wg [tabl.94] Hoblera
,,Ruch ciepła i wymienniki”
D =2*t = 2*32 = 64 mm D = 0,064m
Średnica obejmująca rury zewnętrzne D¢ = D + dz
dz = 25mm D¢ = 64+25=89mm D¢ = 0,089m
Przyjmując 5 mm odstęp od ściany płaszcza po
każdej stronie wówczas :
D¢= 89mm Dw = D¢ + 20 mm = 89 + 20 = 109 mm Dw = 0,109m
4F 4*(P/4)*(Dw2 - n*dz2) (Dw2 - n*dz2)
Dz = ¾¾ = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾
D P*(Dw + n*dz) (Dw + n*dz)
dz = 25mm 1092 –7*252
Dz = ¾¾¾¾¾¾ = 26 mm Dz = 0,026m
109+7*25
4. Obliczanie prędkości przepływu wody
...
mechanikk