Расчетная часть.

1. Тепловая схема и основные параметры.

Определим расход теплоты и расход рассола. Примем индекс «1» для горячего теплоносителя (рассола), индекс «2»- для холодного теплоносителя –четыреххлористого углерода.

В расчетной практике рекомендуется при противотоке среднюю температуру теплоносителя с меньшим перепадом температур по длине аппарата определять как среднеарифметическую, а среднюю температуру другого теплоносителя находить по известной величине , пользуясь соотношением:

(1)

Предварительно найдем среднюю температуру четыреххлористого углерода:

(2)

где - средняя температура четыреххлористого углерода;

- температура четыреххлористого углерода на входе в теплообменник;

- температура четыреххлористого углерода на выходе из теплообменника;

Подставим исходные данные в формулу(1) ^оС , ^оС:

^оС

Определим среднюю разность температур при противотоке.

Предварительно найдем большую и меньшую разности температур на концах теплообменника. Рассчитаем разность температур на входе рассола в теплообменник, учитывая противоточный характер движения сред:

; (3)

где - разность температур на конце входа в теплообменник рассола;

- температура рассола на входе в теплообменник;

- температура четыреххлористого углерода на выходе из теплообменника;

Подставим исходные данные в формулу(3) =+50 ^оС, =40 ^оС:

^оС

Рассчитаем разность температур на выходе эфира из теплообменника, учитывая противоточный характер движения сред:

; (4)

где - разность температур на конце выхода рассола из теплообменника;

- температура рассола на выходе из теплообменника;

- температура четыреххлористого углерода на входе в теплообменник;

Подставим исходные данные в формулу(3) ^оС, ^оС

^оС

Формула для расчета средней разности температур при противотоке:

= ; (5)

где - наибольшая разница температур на одном из концов теплообменника;

- наименьшая разница температур на одном из концов теплообменника;

- средняя разность температур при противотоке;

Подставим расчетные данные в формулу (5) ^оС, ^оС

= К

И по формуле (1) находим среднюю температуру рассола:

^оС

С учетом потерь холода в размере расход теплоты:

Вт.

расход четыреххлористого углерода:

кг/с,

где Дж/(кг^..К)^. и Дж/(кг^..К)- удельные теплоёмкости рассола и четыреххлористого углерода при их средних температурах ^оС и ^оС (табличные данные).

Объёмные расходы рассола и четыреххлористого углерода:

м³/с;

м³/с,

где кг/м³ и кг/м³- плотность эфира и рассола соответственно (табличные данные).

Наметим варианты теплообменных аппаратов

Для этого определим ориентировочно значение площади поверхности теплообмена, полагая Вт/(м^2.с) по таблице, приняв его таким же, как и при теплообмене от жидкости к жидкости для углеводородов и масел:

м²,

Из величины м² следует, что проектируемый холодильник может быть: а) элементным, т.е. составленным из нескольких кожухотрубных аппаратов меньшей площади, соединённых последовательно; б) одиночным кожухотрубным аппаратом; в)теплообменник типа «труба в трубе».

Для обеспечения интенсивного теплообмена попытаемся подобрать аппарат с турбулентным режимом течения теплоносителей. Рассол направим в трубное пространство, так как он даёт загрязнения, эфир - в межтрубное пространство.

В теплообменных трубах 25×2 мм холодильников по ГОСТ 15120-79 скорость течения рассола при >10000 должна быть более

м/с,

где Па^.с- вязкость рассола при ^оС;

n – число труб;

d₁ – диаметр трубного пространства.