Рассчитать и подобрать нормализованный кожухотрубчатый теплообменник (нагреватель) для нагрева насыщенного раствора моно – этаноламина (МЭА) обедненным раствором МЭА в производстве диоксида углерода. Исходные данные: начальная температура насыщенного

Добавлена: 05.06.2026
Обновлена: 05.06.2026
Предмет: Теплоэнергетика и теплотехника
Автор: Кэмп

#Теплообменные устройства
#Теплофизические свойства рабочих тел

Условие:

Рассчитать и подобрать нормализованный кожухотрубчатый теплообменник (нагреватель) для нагрева насыщенного раствора моно – этаноламина (МЭА) обедненным раствором МЭА в производстве диоксида углерода.
Исходные данные: начальная температура насыщенного раствора MЭA − 40℃, конечная - 70℃; начальная температура обедненного раствора МЭА - 75℃, конечная - 55℃; расход насыщенного раствора MЭA 50 м3/ч, давление в трубном и в межтрубных пространствах – 0,4 MПа.
Теплофизические характеристики теплоносителей для средних рабочих температур.
Коэффициент теплоемкости насыщенного раствора MЭA c = 3695 Дж/(кг · К), его коэффициент теплопроводности 𝜆 = 0,548 Вт/(м · К), плотность 𝜌 = 980 кг/м3, коэффициент динамической вязкости µ = 0,657 · 10−3Па · c; удельная теплоемкость обедненного раствора МЭА c = 3700 Дж/(кг · К), плотность 𝜌 = 956 кг/м3; коэффициент динамической вязкости µ = 0,396 · 10−3 Па · c, его коэффициент теплопроводности 𝜆 = 0,574 Вт/(м · К). Коэффициент теплопроводности стали 𝜆 = 17,5 Вт/(м · К).

Решение:

Для решения задачи по расчету и подбору кожухотрубчатого теплообменника выполним следующие этапы: расчет тепловой нагрузки, определение среднелогарифмической разности температур, расчет коэффициента теплопередачи и определение площади поверхности теплообмена.

1. Дано

Насыщенный раствор МЭА (нагреваемая среда):
$V_1 = 50 \text{ м}^3/\text{ч} = 0,01389 \text{ м}^3/\text{с}$
$t_{1н} = 40 ^\circ\text{C}, t_{1к} = 70 ^\circ\text{C}$
$c_1 = 3695 \text{ Дж/(кг}\cdot\text{К)}, \rho_1 = 980 \text{ кг/м}^3, \mu_1 = 0,657 \cdot 10^{-3} \text{ Па}\cdot\text{с}, \lambda_1 = 0,548 \text{ Вт/(м}\cdot\text{К)}$ ...