Расчет теплообменника Т-102 (тяжелого газойля)

Тяжелый газойль, забираемый из нижнего аккумулятора колонны К-101 объемом 25-30м³/ч с температурой отбора 350^оС, пройдя предварительно охлаждение, возвращается в колонну К-101 с температурой 300^оС для промывки паров, поступающих в укрепляющую часть из зоны питания.

В целях регенерации тепла тяжелого газойля в дипломном проекте предусматриваем нагрев гудрона от температуры t_н2 = 162^оС, поступающего из теплообменника Т-101 (легкого газойля).

Тяжелый газойль направляем по трубному пространству, гудрон в межтрубное.

Дальнейший расчет ведем рекомендуемым традиционным порядком, по соответствующим формулам расчета теплообменных аппаратов, подобно расчету п.п.11.1. все данные расчетов сведем в таблицу 5.

Таблица 5.

№ п.п	Параметры Формула, единица измерения	Тяжелый газойль	Гудрон
1	Массовый поток G1 (кг/c)	4,64	26,46
2	Относительная плотность Р4^20	0,886	0,997
3	Поправочный коэффициент- 5а	0,0033	0,0026
4	Плотность Р15^15 = Р4^20 + 5а	0,8893	0,9996
5	Вязкость V20 (мм/с)	13,1	100
6	Вязкость V80 (мм/с)	8,7	62
7	Коэффициент n =	0,296	0,345
8	Начальная температура tн (^оС)	350	162
9	Конечная температура tк (^оС)	300	173
10	разность температур бТ =tн – tк (^оС)	50	11
11	Средняя температура  tср =  (^оС)	325	168
12	Коэффициент теплопроводности  Λср = (1-0,00054tср) (Вт/м*с)	0,110	0,107
13	Средняя температурная поправка а	0,00066	0,000541
14	Плотность при средней температуре  Р4^20 = Р4^20 – а (tср - 20) (кг/м^3)	685	921
15	Вязкость при средней температуре lg = nlg (м^2/с)	5,74*10^-6	48*10^-6
16	Динамическая вязкость  μ = Vср*Р (кг/с)	3,9*10^-3	44*10^-3
17	Коэффициент ан при tн (кДж/кг)	798,86	317,96
18	Коэффициент ак при tк (кДж/кг)	659,29	342,61
19	Энтальпия Iн = *ан, (кДж/кг)	847,12	318,02
20	Энтальпия Iк = *ак, (кДж/кг)	699,12	342,68
21	Тепловой поток Q = G (Iн – Iк), (кВт)	686,72	652,38
22	Средняя удельная теплоемкость С =  , (кДж/кг*К)	2,96	2,36
23	Площадь поперечного сечения потока, в межтрубном пространстве Sс.ж,м^2		4,9*10^-2
24	Площадь поперечного сечения потока, в трубном пространстве SТ,м^2	1,2*10^-2
25	Наружный диаметр трубки dн, (м)		0,025
26	Внутренний диаметр трубки dв, (м)	0,02
27	Расчетная скорость истечения потока W =  , (м/с)	0,564	0,586
28	Критерий Рейнольдса Re =	2256	996
29	Критерий Прандля Pr =	105	970
30	Критерий Рейнольдса Re =	2256
31	Объемный расход V2 = , (м^3/с)	0,0068
32	Объемный начальный расход V0 = , (м^3/с)	0,0052
33	Коэффициент объемного расширения Β = * К^-1	0,00615
34	Число труб, обеспечивающих расход исходного сырья n^! =	32
35	Число труб на один ход в теплообменнике	52,5
36	Уточненный критерий Рейнольдса Re = R^!	2256
37	Разность температур ∆tб = tн1-tк2, (^0С)	177	177
38	∆tм = tк1-tн2, (^0С)	138	138
39	А = , (^0С)	51	51
40	∆tср. =  ,(^0С)	156	156
41	Критерий Гросхофа Gr = *	22852
42	Критерий Нусельта Nu1 = 0,4*0,6*Re^0,6*Pr^0,36	60
43	Критерий Нусельта Nu2 = 0,74*Re^0,2 (Gr*Pr)^0,1*Pr^0,2		52
44	Коэффициент теплоотдачи L =  , (Вт/м^2*к)	264	278
45	Тепловое загрязнение наружной поверхности  , (м^2*к/Вт)		0,00086
46	Тепловое загрязнение внутренней поверхности  , (м^2*к/Вт)	0,0172
47	Тепловое сопротивление стальных труб  , (м^2*к/Вт)	0,000054	0,00054
48	Коэффициент теплопередачи К =  Вт/м^2 * к	39	39
49	Расчетная площадь поверхности теплообмена FP =	972	972

Один теплообменник типа  имеет фактическую площадь поверхности теплообмена F_ф1 =537,8 м².

Определим потребное количество теплообменников n =  =  = 1,81, принимаем n = 2 т.е., берем одну спаренную секцию, запас площади поверхности теплообмена будет:  =  = 10,7%, т.е. секция из двух теплообменников обеспечивает эффективность нагрева заданного объема исходного сырья.