В кожухотрубном теплообменнике схема которого представлена на рис 1

Расчет параметров потока 2 в трубном пространстве
Согласно ГОСТ 15119-79 и 15121-79, в трубном пространстве теплообменного аппарата с DK=0,6 м используются трубы размером 25х2 мм. Таким образом, эквивалентный диаметр трубного пространства равен:
dэ2=dвн=dнар-2·δ=25-2·2=21 мм=0,021 м
Согласно справочным данным плотность бензола при 400С составляет 858 кг/м3 .
Объемный расход жидкости в трубном пространстве рассчитываем по формуле:
V2=G2/ρ2=750000/858=874,13 м3/ч
Скорость движения жидкости в трубном пространстве теплообменника рассчитываем по формуле:
w2=V2f2,
где f2 - площадь трубного пространства, м2:
f2=N∙0,785∙dвн2=473∙0,785∙0,0212=0,164 м2
где N=473 - число труб в теплообменнике.
w2=874,133600∙0,164=1,48 м/с
Рассчитываем критерий Рейнольдса при движении жидкости в трубном пространстве теплообменника:
Re2=w2·dэ2·ρ2/μ2,
где μ2 – динамическая вязкость жидкости, Па·с; μ2=0,492 мПа·с=0,492·10-3 Па·с – для бензола при 400С .
Re2=1,48·0,021·858/(0,492·10-3)=54200,5.
Следовательно, режим течения жидкости в трубном пространстве – турбулентный.
Расчет параметров потока 1 в межтрубном пространстве
Эквивалентный диаметр межтрубного пространства теплообменника рассчитываем по формуле:
dэ1=DK2-N∙dнар2DК+N∙dнар,
где DК - диаметр кожуха, м; DК=0,8м;
dнар-наружный диаметр труб, м; dнар=0,025 м.
dэ1=0,82-473∙0,02520,8+473∙0,025=0,027 м
Объемный расход СО2 в межтрубном пространстве рассчитываем по формуле:
V1=w1∙f1,
где w1 - скорость движения газа в межтрубном пространстве, м/с; w=15 м/с;
f1-площадь межтрубного пространства теплообменника, м2:
f1=0,785∙DK2-N∙dн2,
f1=0,785∙0,82-473∙0,0252=0,27 м2
V1=15∙0,27=4,05м3с=14580 м3/ч
Массовый расход газа рассчитываем по формуле:
G1=V1·ρ1,
где ρ1 – плотность газа, кг/м3:
ρ1=М22,4∙Т0∙рТ∙р0,
где М – мольная масса СО2, кг/кмоль; М=44 кг/кмоль;
р0 – давление газа, соответствующее нормальным условиям, Па; р0=101325 Па;
р – давление газа, соответствующее рабочим условиям процесса, Па; р=2 атм=202650 Па;
Т0 – температура газа, соответствующая нормальным условиям, К; Т0=273 К;
Т – температура газа при рабочих условиях процесса, К; Т=600С=333 К.
ρ1=4422,4∙273∙202650333∙101325=3,221 кг/м3
G1=4,05·3,221=13,045 кг/с=46962,18 кг/ч
Плотность газа при нормальных условиях составит:
ρ1(0)=М22,4=4422,4=1,964 кг/м3
Объемный расход газа при нормальных условиях:
V1(0)=G1/ρ1(0)=46962,18/1,964=23911,5 м3/ч
Рассчитываем критерий Рейнольдса при движении газа в межтрубном пространстве теплообменника:
Re1=w1·dэ1·ρ1/μ1,
где μ1 – динамическая вязкость газа, Па·с; μ1=0,016 мПа·с=0,016·10-3 Па·с – для СО2 при 400С