Кожухотрубный теплообменник для конденсации 8 т/ч паров анилина. Охлаждающий агент – вода c начальной температурой 20, конечной 35 С .  SHAPE \* MERGEFORMAT 
 Введение Конденсация паров может осуществляться либо охлаждением паров, либо охлаждением и сжатием одновременно. По способу охлаждения различают конденсаторы смешения и поверхностные конденсаторы. В конденсаторах смешения пар непосредственно соприкасается с охлаждающей водой и получающийся конденсат смешивается с последней. В поверхностных конденсаторах тепло отнимается от конденсирующегося пара через стенку. Наиболее часто пар конденсируется на наружной поверхности труб, омываемых с другой стороны водой или воздухом. Недостатком поверхностных конденсаторов является большая металлоемкость и большой расход охлаждающего агента. Последнее объясняется тем, что стенка, разделяющая участвующие в теплообмене среды, оказывает добавочное термическое сопротивление. Это вызывает необходимость повышения средней разности температур. В качестве поверхностных конденсаторов наиболее часто используются кожухотрубные теплообменники. Они представляют из себя пучок труб, концы которых закреплены в специальных трубных решетках путем развальцовки, сварки, пайки, а иногда на сальниках. Пучок труб расположен внутри общего кожуха, причем один из теплоносителей движется по трубам, а другой - в пространстве между кожухом и трубами. Кожухотрубные теплообменники могут быть с неподвижной трубной решеткой или с температурным компенсатором на кожухе, вертикальные или горизонтальные. В соответствии с ГОСТ 15121-79, теплообменники могут быть двух- четырех - и шестиходовыми по трубному пространству. Достоинствами кожухотрубных теплообменников являются: компактность; легкость очистки труб изнутри, а недостатками - трудность пропускания теплоносителей с большими скоростями; трудность очистки межтрубного пространства и трудность изготовления из материалов, не допускающих развальцовки и сварки. Технологическая схема Пары анилина поступают в межтрубное пространство теплообменника ТО. В трубное пространство с помощью центробежного насоса ЦН подается охлаждающая вода. За счет нагревания воды на поверхности труб происходит конденсация паров анилина и конденсат самотеком поступает в приемную емкость ПЕ, а вода сбрасывается в канализацию или используется в качестве оборотной Пары анилина ЦН ТО ПЕ Оборотная вода Рис. 1 Технологическая схема установки для конденсации паров анилина Выбор конструкционного материала Так как анилин является корозионно активным веществом, то в качестве конструкционного материала выбираем сталь 12Х18Н10Т ГОСТ 5632-72, устойчивую в агрессивных средах при температурах до 600 С. 3. Тепловой и материальный расчет 3.1. Температурный режим аппарата. Температура и теплота конденсации анилина: tк =184 С [1 c.541], rк = 436 кДж/кг [1 c.542]. Начальная температура воды t2н = 20 С, конечная t2к = 35 ºС. tк t2к t2н t F tм tб Рис. 2 Схема движения теплоносителей 3.2. Средняя разность температур: Δtб = tк – t2н =184 – 20 =164 ºС Δtм = tк – t2к =184 – 35 =149 ºС Так как отношение Δtб/Δtм =164/149 = 1,09 < 2, то Δtср = (Δtб + Δtм)/2 = (164+149)/2 = 156,5 ºС Средняя температура воды: t2ср = tк – Δtср =184 –156,5 = 27,5 ºC. 3.3. Тепловая нагрузка аппарата. Запишем уравнение теплового баланса: Q = G1rк = G2c2(t2к - t2н), где с2 = 4,19 кДж/кг∙К – теплоемкость воды [1 c.537] G1 и G2 - массовый расход паров анилина и воды. G1 = 8000/3600 = 2,22 кг/с, Q = 2,22436 = 969 кВт Из уравнения теплового баланса находим расход охлаждающей воды: G2 = Q/c2(t2к - t2н) = 969/4,19(35 – 20) = 15,4 кг/с. 3.5. Ориентировочный выбор теплообменника. Охлаждающая вода поступает в трубное пространство, а пары Анилина конденсируются. Принимаем ориентировочное значение критерия Рейнольдса Reор = 15000, соответствующее развитому т...