Пример расчета кожухотрубного теплообменника, страница 3

Заходим в Tube (Трубы):

Вводим необходимые значения для стандартного теплообменника. Нажимаем ОК.

Заходим в  Shell (Кожух):

Вводим необходимые значения. Нажимаем ОК.

Затем нажимаем Calculate и смотрим результаты (Summary Results):

Согласно результатам расчета требуемая поверхность теплообмена составляет 20,74 м², а располагаемая 21,95 м². Расхождение получилось небольшим (около 6 %), следовательно этот теплообменник можно использовать.

3.2. Пример расчета теплообменника-конденсатора

   Рассчитать кожухотрубчатый теплообменник для конденсации смеси паров толуола и воды (Расход толуола = 0,24 кг/с; Расход воды = 0,1 кг/с). Охлаждение осуществляется водой. Движение теплоносителей противоточное. Вода в межтрубном пространстве.

Выполнение

1 Этап выполняется также, как и в предыдущем задании.

2 Этап:

На 2 этапе происходит выбор компонентов и задание параметров потоков.

Выбор компонентов:

Чтобы выбрать компоненты нужно зайти в ThermoPhysical -> Component List. Появится следующее окно:

Находим воду (62 Water) и толуол (41 Toluene) и нажимаем клавишу Add (Добавить). Также можно ввести Н2О в строке Search for и программа сама найдёт нужный компонент в базе данных.

Задание параметров потоков:

После того, как компоненты выбраны необходимо задать параметры потоков.

Для задания первого потока необходимо щёлкнуть правой кнопкой мыши на линии связи первого потока и теплообменника и выбрать Edit Stream (Редактировать поток). Появится

окно:

В нём мы задаем Температуру потока (Temp C) = 20, Давление (Pressure Pa) = 103325, Долю пара (Vapor Fraction) = 0 и Расход воды (Water) = 3 кг/с. Также можно написать название потока Stream Name ( H2O), что не является необходимым. Остальные параметры (Enthalpy) программа рассчитает сама.

Для задания второго потока необходимо щёлкнуть правой кнопкой мыши на линии связи второго потока и теплообменника и выбрать Edit Stream (Редактировать поток). Появится

окно:

В нём мы задаем Давление (Pressure Pa) = 103325, Долю пара (Vapor Fraction) = 1 и Расход воды (Water) = 0.1 кг/с и толуола – 0.24 кг/с . Также напишем название потока Stream Name ( toluene,H2O). Остальные параметры (Enthalpy, Temp C) программа рассчитает сама.

Для задания третьего потока необходимо щёлкнуть правой кнопкой мыши на линии связи третьего потока и теплообменника и выбрать Edit Stream (Редактировать поток). Появится

окно:

В нём мы задаем Давление (Pressure Pa) = 101325, Долю пара (Vapor Fraction) = 0 и Расход воды (Water) = 3 кг/с. Остальные параметры (Enthalpy, Temp C) программа рассчитает сама.

Для задания четвёртого потока необходимо щёлкнуть правой кнопкой мыши на линии связи четвёртого потока и теплообменника и выбрать Edit Stream (Редактировать поток). Появится окно:

В нём мы задаем Давление (Pressure Pa) = 101325, Долю пара (Vapor Fraction) = 0 и Расход воды (Water) = 0.1 кг/с и толуола – 0.24 кг/с . Также напишем название потока Stream Name ( toluene,H2O). Остальные параметры (Enthalpy, Temp C) программа рассчитает сама.

Все потоки можно задать другим способом. Для этого необходимо щёлкнуть правой кнопкой мыши на теплообменнике и выбрать Edit Unit Op Streams (Редактировать потоки). Появится окно:

 

Затем нужно щёлкнуть правой кнопкой мыши на теплообменник и выбрать Edit Unit Op Data. Появится окно:

В этом окне требуется ввести только одно значение (Enter one specification only).

Введём в строку Subcooling stream 4 (Переохлаждение потока 4) «5». Нажмём «ОК».

Ввод данных закончен.

3 Этап:

3 этапом является получение и представление результатов.

Для этого нужно щёлкнуть правой кнопкой мыши на теплообменник и выбрать Run This Unit Op, а затем войти Sizing -> Shell & Tube. Появится окно:

Чтобы вывести на экран графики необходимо выбрать Plot. Затем появится окно, которое выглядит следующим образом: 

Выведем с помощью этого окна все графики:

По этим графикам можно проследить изменение температур, коэффициентов теплопередачи по теплообменнику, также видно какая площадь поверхности приходится на каждую зону теплообменника и т.д.

Для вывода результатов нужно зайти View Results -> Tabulated Data.

Это сводная таблица результатов. В ней указаны рассчитанные коэффициенты, размеры элементов аппарата, число труб, перегородок, скорости потоков и главное значение, необходимое для подбора теплообменника – площадь поверхности теплообмена Area Required = 13,95 m².