1   2
Ім'я файлу: пласт_теплообмінник.doc
Розширення: doc
Розмір: 559кб.
Дата: 17.09.2022
скачати
Пов'язані файли:
Реферат2.docx
Рибак_реферат_тж.docx
білет 1.docx
Тема 1.docx
Практикум 4тема.docx
. Розраховуємо коефіцієнт тепловіддачі при конденсації пари CCl4 на пластинах теплообмінника.

Для визначення коефіцієнта тепловіддачі для конденсації пари на гофрованій поверхні пластин при t > 10°С в якості характерного розміру підставляють приведену довжину каналу L (дивись табл. 2.12 [1]), а розрахунок проводиться згідно формули 2.26 [1]:

Nu = a*Re0,7 *Pr0,4

Для даних обрахунків спочатку необхідно визначити значення критерію Рейнольдса Re при конденсації пари CCl4:

, де

G1 – витрата пари CCl4, кг/с;

L – приведена довжина каналу, м;

μ1-динамічний коефіцієнт в΄язкості конденсату CCl4 при температурі t1конд=76,7°С табл. XLIV[12];

F – повна поверхня теплообміну, м2.

Визначивши критерій Рейнольдса Re1 необхідно за довідниковими даними таблиці (стр.52 [1]) знайти коефіцієнт a, який залежить від типу пластин, а саме:

Площа пластин – f = 0,3м2

Коефіцієнт a – 322

Знаходимо критерій Прандтля для конденсату при t1конд=76,7°С



Отже, критерій Прандтля Pr2 = 7,17.

Таким чином, маючи всі необхідні величини, можна легко визначити значення критерія Нусельта Nu для пари CCl4

За формулою 2.26 [1], одержуємо:

Nu = aRe0,7 *Pr0,4 = 322*6180,7*7,170,4

Обчислюємо коефіцієнт тепловіддачі α1:

1 = a*Re0,7 *Pr0,4* 1/ L = 322*6180,7*7,170,4 *0,096/1,12= 5890, де

1 = 0,096 Βт/мּК – коефіцієнт теплопровідності конденсату CCl4

L = 1,12 – приведена довжина каналу, м;

1 - коефіцієнт тепловіддачі при конденсації пари CCl4 на стінках пластини.

9. Сума термічного опору стінки пластин та забруднення зі сторони рідини:

Розраховуємо суму термічних опорів стінки пластин і забруднень.

В зв΄язку з тим, що термічним опором забруднень зі сторони пари можна знехтувати, необхідно знайти значення теплової провідності зі сторони води та вибрати його із таблиці XXXI [12]

Оскільки, в між пластинчастому просторі середовище є агресивне (ССl4), то вибираємо матеріал пластин нержавіючу сталь.

λ = 17,5 Βт/м*К – коефіцієнт теплопровідності нержавіючої сталі (табл. XXVII,[12]).
Обчислюємо коефіцієнт теплопередачі за наступною формулою:

, де

- термічний опір стінки разом з забрудненням;

δ = 0,001 м – товщина пластини;

r = 5800 м2 К/Вт– теплова провідність зі сторони води

термічним опором зі сторони пари нехтуємо

α2 – коефіцієнт тепловіддачі від стінки пластин до води

α1 - коефіцієнт тепловіддачі при конденсації пари CCl4 на поверхні пластин.

Підставляємо вихідні значення у вище приведену формулу і одержуємо значення коефіцієнта теплопередачі:

= 2207 Вт/м2*К

Перевіряємо умову за формулою (2.11)[1]:

Δt=2207*47.7/5890=17.8 > 10

Маючи всі необхідні вихідні дані, знаходимо розрахункову поверхню теплообміну за формулою:

= =7.67 м2, де

Fp – розрахункова величина площі поверхні теплообміну, м2;

К - уточнений коефіцієнт теплопередачі, Вт/м2*К;

Δtсер – середня різниця температур, °С.

Отже, вибраний попередньо теплообмінник з номінальною поверхнею теплообміну F = 16 м2 є великим для проведення заданого процесу і площу слід зменшити.

Вибираємо теплообмінник з тим самим розміром пластин, але з меншою поверхнею, який має таку характеристику

Згідно з ГОСТ 15518-78 приймаємо пластинчастий теплообмінник з розбірною поверхнею 8м2 на консольній рамі.

Число пластин - 30.

Тип пластини - 0,3м2

Розміри пластини : довжина - 1,37 м

ширина - 0,3 м

товщина - 0,001 м

Еквівалентний діаметр - 0,008 м

Площа поперечного січення каналу - 0,0011 м

Приведена довжина каналу - 1,12 м

Найбільший діаметр з‘єднувального штуцера - 0,065 м
Обчислюємо запас по площі (%):

= 4%




8. ГІДРАВЛІЧНИЙ РОЗРАХУНОК

Гідравлічний розрахунок проводимо для пари CCl4 та для холодного теплоносія – води, з метою визначення загального гідравлічного опору теплообмінника та перевірки можливості використання водопровідної води, яка подається з мережі.

Коефіцієнт загального гідравлічного опору:

ξ1 = 22,4/6180,25 =4.81

ξ2 = 22,4/158900,25 =2,26

Гідравлічний опір пакетів пластин:

Па

Па

Перевіряємо швидкість руху в штуцерах:

Wшт1 = 0,002690815/0,065=0,41 < 2,5 м/с

Wшт2 = 0,00178867/0,065=0.27 < 2,5 м/с

Гідравлічний опір штуцера:

Па

Загальний гідравлічний опір теплообмінника:

Р1 = 33483,67 Па

Р2 = 35983,98 + 8452,75 = 44436,735

Дійсні гідравлічні опори знаходяться в межах нормальних значень.

9. ОХОРОНА ПРАЦІ

Охорона праці – це система правових, соціально-економічних, організаційно-технічних, санітарно-гігієнічних та лікувально-профілактичних заходів і засобів, спрямованих на збереження здоров’я та працездатності людини в процесі праці.

Умови праці – сукупність факторів виробничого середовища і трудового процесу, які впливають на здоров’я і працездатність людини в процесі її професійної діяльності.

Умови праці органічно пов’язуються з виробничим середовищем. До виробничих умов праці належать всі елементи виробничого середовища, що впливають на організм людини, її працездатність безпосередньо в процесі праці.

Чинники, що визначають безпеку праці на виробництві

Відповідно до існуючих державних стандартів безпека праці в будь-якому виробництві забезпечується такими факторами:

- санітарно-гігієнічними умовами;

- безпекою виробничого процесу;

- організацією роботи з охорони праці.

Санітарно-гігієнічні умови як сукупність фізичних і хімічних факторів відповідно до стандарту безпеки визначаються:

температурно - вологісним режимом у робочій зоні;

запиленістю та загазованістю повітря робочої зони;

освітленістю робочої зони;

рівнями шуму, ультразвуку та вібрації;

рівнем статичної електрики та електромагнітних випромінювань.

Виробничий процес визначається та забезпечується:

безпекою технологічного процесу;

безпекою між операційних зв’язків.

Ступінь організації роботи з охорони праці впливає на безпеку праці

підприємства шляхом:

професійного добору та навчання працівників;

детального вивчення причин виробничого травматизму та професійних захворювань, попередження порушення правил техніки безпеки;

контролю за станом охорони праці та керування безпекою праці;

розроблення попереджувальної наочної агітації з безпеки праці.

Специфічні особливості виробничого устаткування враховуються по кожному його виду окремими стандартами. При розробці конструкції треба керуватися основними вимогами.

Виробниче обладнання має бути безпечне при монтажі, експлуатації і ремонті як окремо, так і у складі комплексів і технологічних схем, а також при транспортуванні і зберіганні. Воно має бути пожежно - вибухобезпечним.

2. Всі види виробничого обладнання повинні охороняти навколишнє середовище (повітря, грунт, водоймища) від забруднення викидами шкідливих речовин вище встановлених норм.

3. Неодмінною умовою є забезпечення надійності, а також виключення небезпеки при експлуатації в межах, встановлених технічною документацією. Порушення надійності може виникнути в результаті дії вологості, сонячної радіації, механічних коливань, перепадів тиску і температур, агресивних речовин, вітрових навантажень, обмерзання.

4. Матеріали, вживані в конструкції виробничого обладнання (особливо в харчовій галузі), не мають бути небезпечними і шкідливими. Не допускається використання речовин і матеріалів, що не пройшли перевірки на пожежобезпечність

5. Складові частини обладнання повинні унеможливлювати їх випадкового пошкодження, що викликає небезпеку.

6. Конструкції технологічного обладнання, що мають, газо-, паро-, пневмо-, гідро-, і інші системи виконуються відповідно до вимог безпеки, що

діють для цих систем.

7. Конструкція обладнання повинна виключити можливість їх випадкового зіткнення, що працюють з гарячими і переохолодженими частинами.

8. Виділення і поглинання устаткуванням тепла, а також виділення ним волога у виробничих приміщеннях не повинно перевищувати гранично допустимих концентрацій в робочій зоні.

9. Конструкція обладнання повинна передбачати захист від поразки електричним струмом, включаючи випадки помилкових дій обслуговуючого персоналу.

10. Конструкція обладнання повинна забезпечувати виключення або зниження до регламентованих рівнів шуму, ультразвука, вібрації, а також шкідливих випромінювань.

11. Для забезпечення безпеки основного обладнання при його експлуатації додатково передбачають захисні пристрої (спеціальні і загальні). Спеціальні – об'єднують захисні установки від радіоактивних випромінювань, електричного струму і тому подібне Загальні захисні пристрої включають огорожі, блокування, гальма і інші пристосування.

Автоматизовані пластинчасті теплообмінники. Перед експлуатацією пластинчастого апарату перевіряють правильність його збірки. На бічних відбортовках пластин нанесені порядкові номери, відповідно до яких повинна проводитися збірка. Переконавшись в правильності збірки, проводять затягування пластин поверненням спеціальним ключем гайок горизонтальних штанг. За допустиму вважається затягування, при якому риски знімної накладки горизонтальної штанги збігається з віссю вертикальної стійки або декілька зміщена у бік затискної плити. Тільки після підтискання пластин під'єднують трубопроводи до затискних і розділових плит.

Потім включають під напругу пульт управління, заповнюють зрівняльний бак водою, відкривають вентилі перед паровим пристроям.

Після цього включають винний насос і насос бойлера гарячої води, перевіряють (ручним управлінням) роботу виконавчих механізмів на паро- і холодорегулірующем пристроях, а також перепускного клапана, справність манометрів і самописних приладів, переконуються в герметичності системи. В цей час установка працює в режимі повторної пастеризації. Переконавшись в справному стані всіх систем і вузлів, переходять до пастеризації (або охолоджуванню) продукту.

Трубопроводи гарячої води мають бути ізольовані, замочна арматура розташована в доступних місцях і легко відкривається. На манометрах мають бути нанесені контрольні ризики.

До повного останову теплообмінника заборонено відгортати затяжні гайки. Розбирання апарату після роботи дозволено проводити тільки після зниження температури деталей корпусу до 40єС. Якщо в процесі роботи по яких-небудь причинах припиниться подача електроенергії, негайно закривають вентилі подачі пари і холодагента на регулюючих пристроях і ставлять вимикач пульта в положення «Вимкнено».

10. ВИСНОВКИ

В даній курсовій роботі спроектовано пластинчастий конденсатор для конденсації парів тетрахлорметану (CCl4) продуктивністю 15000 кг/год для таких параметрів теплоносіїв: потужність теплообмінника Q = 8,08*105 Вт; температура охолоджувальної води на вході, (20С); температура охолоджувальної води на виході, (38С). В ході проведення проектного розрахунку теплообмінного апарату отримали теплообмінник з площею 8 м2 х кількістю пластин – 30 шт.

Використання нового технологічного обладнання – пластинчастих теплообмінників – дозволяє з економією першочергових витрат переходити на інші режими роботи. Досягається більш ефективне використання джерел енергії, підвищення їх ККД. Окупність модернізації об’єктів в теплоенергетиці коливається від 2 до 5 років, а в деяких випадках складає всього декілька місяців.





11. ВИКОРИСТАНА ЛІТЕРАТУРА
1. Дитнерський Ю.В. „Основні процеси і апарати хімічної технології".

2. Іоффе І.Л. , Камнев Н.Н. „Проектування процесів і апаратів хімічної технології".

3. Лебедев П.Д., Щукін А.А, „Теплообмінні установки на промисловості".

4. Барановський Н.В., Коваленко Л.М., Ястребенцький А.Р. „Пластинчасті та спіральні теплообмінники".

5. Гороновський І.Т., Назаренко Ю.П., Некряч Є.Ф. „Довідник з хімії".

6. О. Флореа, О. Смигельский. Расчеты по процессам и аппаратам химической технологии, М., Химия, 1971, 448с.

7. Левеншпіль О. „Інженерне оформлення хімічних процесів".

8. Мухленов І.П. „Розрахунки хіміко-технологічних процесів".

9. Рабінович В.А., Харін З.Я. „Хімічний довідник".

10. Гончаров A.I., Корнілов М.Ю. „Довідник з хімії".

11. Сороко В.Є., Попова Н.Н. „Основи хімічної технології".

12. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. „Приклади та завдання з курсу процесів та апаратів хімічної технології".

13. Плановський А.Н., Рамм В.М., Каган В.В. „Процеси і апарати хімічної технології".

14. Касаткін А.Т. „Основні процеси і апарати хімічної технології".

15. РТМ 26-01-107-78 „Теплообмінник пластинчастий".
1   2

скачати

© Усі права захищені
написати до нас