Другие предметы \ Воздухоразделительные установки

Расчет и проектирование криогенной установки получения жидкого азота, страница 10

№п/п	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
ΔТ, К	27	23	19	16	15	13	15	15	15	14

===2.28,

∆Т_ср==22.8 К;

5. По справочным данным определяем теплофизические параметры потоков при заданных давлениях и средних температурах:

Тср_h==196.9 К,

Тср_с==174.6 К,

Прямой поток [3]: Обратный поток[3]:

ρ_h=414.8 кг/м³ ρ_с=2.00 кг/м³

λ_h=48.2∙10^-3 Вт/м∙К λ_с=16.67∙10^-3 Вт/м∙К

μ_h=288.1∙10^-7 Па∙с μ_с=117.92∙10^-7 Па∙с

Pr_h=1.09 Pr_c=0.714

cp_h=1.82 кДж/кг∙К cp_c=1.008 кДж/кг∙К

6. Выбор труб [2, таб 4.2]:

Медные, d_н=10 мм; δ=1.5 мм; d_в=7 мм; t_p= 5.5 мм; d_п= 1.6 мм;

t₁= 10.7 мм; t₂= 12.2 мм; d_экв=2.42; f_уд=0.3, F₂/F₁=2.96.

1) Вычисляем площадь сечения трубки:

f===38.46∙10^-6 м² [2, стр 315],

2) Число труб:

n= [2, стр 315],

Принимаем массовую скорость прямого потока wM_h=300 кг/м²∙с; а обратного wc_c=25 кг/м²∙с [2, стр 295].

n==47.67 =>принимаем 48 труб;

3) Линейная скорость потоков:

w_h===0.723 м/с [2, стр 315],

w_c===13.2 м/с;

4) Средняя площадь сечения свободного объема в межтрубном пространстве:

F_с.о.===0.0447 м² [2, стр 315];

5) Площадь поперечного сечения межтрубного пространства:

F_ф===0.149 м² [2, стр 301];

6) Выбираем диаметр сердечника: D_c=20d_н=200 мм=0.2 м [2, стр 300];

7) определяем наружный диаметр аппарата:

D_н===0.768=768 мм [2, стр 315].

7. Определяем коэффициенты теплоотдачи:

1) Прямой поток:

Re===72867.2,

Nu=0.023Re^0.8Pr^0.4(1+1.77) [2, 4.52],

R_ср===242 мм [2, 4.59],

Nu=0.023∙(72867.2)^0.8∙1.09^0.4(1+1.77)=194.2,

α===1337.2 Вт/м²∙К [2, стр 316];

2) Обратный поток:

Re===5156.4,

Фактор теплоотдачи:

j=StPr^2/3=0.168Re^-0.3=0.0129, тогда St=0.0129/Pr^2/3=0.0161,

α= St·w·c_p=0.0161·13.2·1008=214.2 Вт/м²·К,

7. Коэффициент теплопередачи:

к===431.0 Вт/м²·К [2, 4.35],

8. Определяем площадь теплообмена:

F===16.36 м² [2, 4.17],

9. Средняя длина труб с 15% запасом:

l_ср=1.15==17.83 м [2, стр 316],

10. Число слоев навивки:

z_p===26.4 => принимаем 26 [2, стр 316],

11. Действительный наружный диаметр:

D_н=D_с+2zt₁=200+2·26·10.7=756.4 мм [2, стр 316],

12. Теоретическая высота навивки:

D_c_р===478.2 мм [2, стр 316],

Н===302 мм [2, стр 316],

13. Среднее число витков в каждом слое:

m_c_р===24.7 [2, стр 317],

14. Число труб в каждом слое:

1) Диаметр каждого слоя навивки:

D_N=D_c+2(N-1)t₁+(d_н+2d_п) [2, стр 317],

D₁=200+2·0·10.7+10+2·1.6=213.2 мм,

D₂=213.2+2·1·10.7=234.6 мм,

D₃=213.2+2·2·10.7=256 мм,

D₄=213.2+2·3·10.7=277.4 мм,

D₅=213.2+2·4·10.7=298.8 мм,

D₆=213.2+2·5·10.7=320.2 мм,

D₇=213.2+2·6·10.7=341.6 мм,

D₈=213.2+2·7·10.7=363 мм,

D₉=213.2+2·8·10.7=384.4 мм,

D₁₀=213.2+2·9·10.7=405.8 мм,

D₁₁=213.2+2·10·10.7=427.2 мм,

D₁₂=213.2+2·11·10.7=448.6 мм,

D₁₃=213.2+2·12·10.7=470 мм,

D₁₄=213.2+2·13·10.7=491.4 мм,

D₁₅=213.2+2·14·10.7=512.8 мм,

D₁₆=213.2+2·15·10.7=534.2 мм,

D₁₇=213.2+2·16·10.7=555.6 мм,

D₁₈=213.2+2·17·10.7=577 мм,

D₁₉=213.2+2·18·10.7=598.4 мм,

D₂₀=213.2+2·19·10.7=619.8 мм,

D₂₁=213.2+2·20·10.7=641.2мм,

D₂₂=213.2+2·21·10.7=662.6 мм,

D₂₃=213.2+2·22·10.7=684 мм,

D₂₄=213.2+2·23·10.7=705.4 мм,

D₂₅=213.2+2·24·10.7=726.8 мм,

D₂₆=213.2+2·25·10.7=748.2 мм,

2) Число трубок в каждом слое:

i_p= [2, стр 317]

i₁= =0.95 =>принимаем 1,

i₂=0.00445·234.6=1.04 =>принимаем 1,

i₃=0.00445·256=1.14 =>принимаем 1,

i₄=0.00445·277.4=1.23 =>принимаем 1,

i₅=0.00445·298.8=1.33 =>принимаем 1,

i₆=0.00445·320.2=1.42 =>принимаем 1,

i₇=0.00445·341.6=1.52 =>принимаем 1,

i₈=0.00445·363=1.62 =>принимаем 2,

i₉=0.00445·384.4=1.71 =>принимаем 2,

i₁₀=0.00445·405.8=1.8 =>принимаем 2,

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Скачать файл