Расчет и проектирование криогенной воздухоразделительной установки, предназначенной для одновременного получения газообразного кислорода и азота, страница 5

- температура отбросного газа  на выходе из конденсатора-испарителя. Находим с помощью справочника теплофизических свойств в двуфазной области на линии конденсации по давлению ;

-температура кубовой жидкости перед дросселированием.  Находим с помощью справочника теплофизических свойств в двуфазной области на линии кипения по давлению ;

-температура отбросного газа после нижней части теплообменника. Задаем с учетом температуры недорекуперации. При Р=0,12МПа;

- температура азота  после нижней части теплообменника. Задаем с учетом температуры недорекуперации. При Р=0,7МПа.

Находим тепловую нагрузку ректификационной колонны  из ее теплового баланса

Считаем что

Расхождение менее 5%.Что является допустимым.

Расчет пластинчато-ребристого теплообменника(Верхняя часть)[5.ст430]

Воздух-отбросной газ

  

                            

 

Рис 5.Потоки

Поток теплого воздуха () с давлением на входе  0,9 МПа охлаждается от  температуры 300К до температуры 130К  

Поток холодного Отброснго газа  с давлением на входе 0,12 МПа нагревается от температуры 110К до температуры 292К(рис 5)

1.Выбираем пластинчато-ребристую поверхность с прерывистыми ребрами типа 12/4. Геометрические характеристики поверхности: длина ребра  ; шаг ребер   ; толщина ребра ; расстояния между прорезями ; эквивалентный диаметр ; площадь поверхности ребер в единицу свободного объема ;

Площадь поверхности проставочных пластин в единицу свободного объема ; компактность по свободному объему ; коэффициент оребрения  ;  коэффициент стеснения

2.Теплофизические свойства теплого(воздуха) потока при средней температуре : плотность ; теплопроводность ; динамическая вязкость ; удельная теплоемкость .

3.Теплофизические свойства холодного(отбросного газа) потока при средней температуре : плотность ; теплопроводность ; динамическая вязкость ; удельная теплоемкость .

4.Тепловая нагрузка аппарата по холодному потоку

5.Принимаем размеры ребер и каналов одинаковыми для обоих потоков.Задаем скорость теплого потока .

Определяем площадь свободного сечения

Скорость холодного потока:

6.Число Рейнольдса:

7.Коэффициент теплоотдачи:

8.Коэффициен теплопередачи, отнесенный к поверхности теплого потока

Где  и -КПД оребренных поверхностей по теплому и холодному потокам:

Значения  определяем по формуле

- теплопроводность материала ребра (алюминиевый сплав)

9.Плошадь поверхности теплообмена:

Где

10.Основные геометрические характеристики:

Свободный объем каналов по теплому потоку

Высота теплообменника

Принимаем высоту пакета Н=850мм

Находим число каналов для потока:

Для удобства принимаем число каналов для всех потоков одинаковыми для всех потоков

Площадь полного поперечного сечения теплообменника (без учета толщины разделительных пластин)

Где

11.Гидродинамическое сопротивление поверхности теплообменника определяем по формуле

Где - коэффициент сопротивления трения

Для теплого потока

Для холодного потока

Расчет пластинчато-ребристого теплообменника(Верхняя часть)[5.ст430]

Воздух-азот

  

                            

 

Рис 6.Потоки

Поток теплого воздуха () с давлением на входе  0,9 МПа охлаждается от  температуры 300К до температуры 130К  

Поток холодного азота  с давлением на входе 0,7  МПа нагревается от температуры 110К до температуры 292К(рис 6)

1.Выбираем пластинчато-ребристую поверхность с прерывистыми ребрами типа 12/4. Геометрические характеристики поверхности: длина ребра  ; шаг ребер   ; толщина ребра ; расстояния между прорезями ; эквивалентный диаметр ; площадь поверхности ребер в единицу свободного объема ;

Площадь поверхности проставочных пластин в единицу свободного объема ; компактность по свободному объему ; коэффициент оребрения  ;  коэффициент стеснения

2.Теплофизические свойства теплого(воздуха) потока при средней температуре : плотность ; теплопроводность ; динамическая вязкость ; удельная теплоемкость .