Следовательно внуренний диаметр трубок будет

d_вн = 21 мм = 0, 021 м.

 

Величину критерия Re метана определяли

                                 (5)

где V₁ - скорость метана в межтрубном пространстве, м/с;

  d_вн - внутренний диаметр трубок, м;

  r - плотность метана при температуре плюс 79°С, кг/м³;

  m - вязкость метана при температуре плюс 79°С, Па× с.

Величину критерия Re насыщенного водяного пара определяли

                                       (6)

где V₂ - скорость насыщенного водяного пара в трубном пространстве, м/с;

  d_н - наружный диаметр трубок, м;

  r - плотность водняного пара при температуре плюс 125°С, кг/м³;

  m - вязкость водяного пара при температуре плюс 125°С, Па× с.

Величину критерия Pr определяли

                                            (7)

для метана

для насыщенного водяного пара

Коэффициент теплоотдачи метана a₁, Вт/(м²× К), определяли согласно [3, C.165]

                                             (8)

где Nu - величина критерия Нуссельта метана;

  l - теплопроводность метана, Вт/(м× К);

  d_вн - внутренний диаметр трубок, м.

 

 

Критерий Нуссельта Nu, определяли согласно [3, С.139]

,                               (6)

где Re - число Рейнольдса;

Pr - число Прандтля;

.

 

 

Коэффициент теплоотдачи водяного пара a₂, Вт/(м²× К), определяли согласно [3, C.165]

                                             (9)

 

где Nu - величина критерия Нуссельта водяного пара;

  l - теплопроводность водяного пара, Вт/(м× К);

  d_н - наружный диаметр трубок, м.

Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м²× К), определяли согласно [3, C.145]

                                    (10)

где a₁ - коэффициент теплоотдачи метана, Вт/(м²× К);

  r₃₁ - термическое сопротивление загрязнений, м²× К/Вт;

  d_ст - толщина стенки теплопередающей поверхности, м;

  l_ст - коэффициент теплопроводности материала стенки, Вт/(м× К);

  r₃₂ - термическое сопротивление загрязнений, м²× К/Вт;

  a₂ - коэффициент теплоотдачи водяного пара, Вт/(м²× К).

Термические сопротивления загрязнений приняли согласно [3, C.320]

r₃₁ = 6× 10^-4 м²× К/Вт;

r₃₂ = 1, 1× 10^-4 м²× К/Вт.

Коэффициент теплопроводности материала стенки l_ст, Вт/(м× К), приняли согласно [3, C.374]

l_ст = 46, 5 Вт/(м× К).

 

Тепловой поток в аппарате Q, Вт, определяли согласно [3, C.165]

                                          (12)

где G_в - массовый расход метана, тонн/час;

  С - удельная теплоёмкость метана, Дж/(кг× К).

Площадь теплопередающей поверхности аппарата F, м², определяли согласно [3, C.145]

                         (13)

 

Согласно [3, C.158] выбрали четырёходовой теплообменник со следующими параметрами: площадь поверхности теплообмена F = 329 м², диаметр кожуха D = 1000 мм; длина труб l=6000 мм (трубы диаметром 25´ 2).

 

Общее число труб в теплообменнике n определяли согласно [4, C.158]

                                                   (14)

где F - поверхность теплообмена, м²;

  d_в - внутренний диаметр труб, м;

  L - длина труб, м.

Окончательно общее число труб в теплообменнике n приняли

n = 860.

Число труб на наружной стороне шестиугольника a определяли согласно [4, C.158]

n = 3× a× (a-1)+1,                                       (15)

где n - общее число труб.

832 = 3× a× (a-1)+1,

3× a² - 3× a - 831 = 0,

a = 16.

Число труб на диагонали шестиугольника b определяли согласно [4, C.158]

b = 2·a - 1,                                (16)

где а - число трубок на наружной стороне.

b = 2·16 - 1 = 31.

Шаг трубок t, мм определяли согласно [4, C.158]

t = (1, 2¸ 1, 4)d_н,                                        (17)

где d_н - наружный диаметр трубок.

t = (1, 2¸ 1, 4)·25 = 30¸ 35 мм.

 

Рисунок 3-Схема расположения труб

 

Внутренний диаметр корпуса аппарата D, мм, определяли согласно [4, C.159]

D = t·(b-1) + 4·d_н,                                   (18)

где t - шаг трубок, мм;

  b - число труб на диагонали шестиугольника, мм;

  d_н - наружный диаметр трубок, мм.

D = (30¸ 35)·(31-1) + 4·25 = 1000¸ 1150 мм.

Значение D округлили до стандартного значения согласно [4, C.145]

D = 1000 мм.

Диаметр патрубка входа метана d_п, м, определяли согласно [4, С.156]

                                 (19)

где G_в - расход метана, кг/с;

  r - плотность метана, кг/м³;

  u_п - скорость движения метана в патрубке, м/с.

Диаметр патрубка входа метана d_п, м, приняли согласно [1, С.178]

d_п=0, 334м.

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: