Г.2 Расчет рукавного фильтра Расчет рукавного фильтра

M-book: FILTER_CLOTH

1 Исходные данные

Расход запыленного газа, м³/ч: Vg=0.5e6;

Радиус волокна, м: a=5e-6;

Плотность упаковки: al=0.0304;

Плотность материала волокна, кг/м³: rv=2340;

Толщина слоя волокна, м: H=3.3e-3;

Удельная масса слоя, кг/м³: mf=0.235;

Рабочая скорость фильтрации, м/с: u=0.21;

Сопротивление фильтра, Па dp=33.5;

Температура воздуха, К: T=293;

Радиус частицы пыли, м: r=2e-6;

Плотность частицы пыли, кг/м³: rp=1000;

2 Числа подобия и коэффициенты

2.1 Плотность воздуха, кг/м³: принимается по справочным данным

rg=1.2;

2.2 Динамический коэффициент вязкости воздуха, Па с: принимается по справочным данным

mg=1.81e-5;

2.3 Число Рейнольдса:

Re=u*2*a*rg/mg

Re =

0.1392

2.4 Определение коэффициента диффузии:

2.4.1. Постоянная Больцмана, Дж/К: по справочным данным

ks=1.38e-23

ks =

1.3800e-023

2.4.2. Поправка Кенингема - Милликена принимается из справочной таблицы:

2r, мкм 0.003 0.01 0.03 0.1 0.3 1.0 3.0 10.0

С 90.0 24.5 7.9 2.9 1.57 1.16 1.03 1.00

C=1.0257;

2.4.3 Коэффициент диффузии

D=ks*T*C/(3*pi*mg*2*r)

D =

6.0780e-012

2.5 Число Пекле:

Pe=2*a*u/D

Pe =

3.4551e+005

2.6 Геометрический параметр:

R=r/a

R =

0.4000

2.7. Число Стокса

St=(2*r)^2*rp*u/(9*mg*2*a)

St =

2.0626

2.8 Гидродинамический фактор:

kg=-1.15*log10(al)-0.52

kg =

1.2247

3 Расчет коэффициента захвата

3.1. Определение коэффициента захвата частиц касанием.

3.1.1. По теоретической формуле для цилиндрического волокна:

kr1=(1/(1+R)-(1+R)+2*(1+R)*log(1+R))/(2*kg)

kr1 =

0.1047

3.1.2. По экспериментальной формуле:

kr2=R^2*Re^0.0625

kr2 =

0.1414

3.1.3. Выбор наименьшего значения:

if kr1<=kr2

kr=kr1

else kr=kr2

end

kr =

0.1047

3.2. Коэффициент захвата частиц под действием диффузии:

kd=(2.9/(kg^(1/3)*Pe^(2/3)))+(0.624/Pe)

kd =

5.5229e-004

3.3. Коэффициент захвата частиц под влиянием сил инерции:

3.3.1 Инерционный коэффициент:

I=(29.6-28*al^0.62)*R^2-27.5*R^2.8

I =

2.1084

3.3.2 Коэффициент захвата:

kst=I*St/(2*kg)^2

kst =

0.7249

3.4. Суммарный коэффициент захвата частиц:

kz=kd+kr+kst

kz =

0.8301

4 Определение коэффициента проскока фильтра

4.1. Сила, действующая на волокно в модельном фильтре:

Fm=4*pi/kg

Fm =

10.2608

4.2. Сила, действующая на волокно в проектируемом фильтре:

Fp=dp*pi*a^2/(al*mg*H*u)

Fp =

6.9000

4.3 Коэффициент неоднородности фильтра:

e=Fm/Fp

e =

1.4871

4.4. Коэффициент проскока:

K=10^(2-(0.87*al*H*kz)/(pi*a*e))

K =

0.0791

5 Степень очистки газа

k=1-K/100

k =

0.9992

6 Выбор промышленного прототипа

6.1 Требуемая фильтрующая поверхность

S=Vg/(u*3600)

S =

661.3757

6.2 Рабочая фильтрующая поверхность

Sr=1.2*S

Sr =

793.6508

6.3 Промышленный прототип.

По справочным данным выбирается промышленно выпускаемый фильтр типа ФРКДИ-1100.

Г.3 Расчет теплообменника «Труба в трубе»

Расчет теплообменника "Труба в трубе"

(M-book_PIPE-IN-PIPE)

1 Исходные данные

1.1 Расход холодного теплоносителя, кг/c: G1=3.61;

1.2 Температура холодного теплоносителя на входе, ^oС: th1=17;

1.3 Температура холодного теплоносителя на выходе, ^oС: th2=54;

1.4 Температура горячего теплоносителя на входе, ^oС: tq1=80;

1.5 Температура горячего теплоносителя на выходе, ^oС: tq2=33;

2 Предварительный расчет

2.1 Средняя температура холодного теплоносителя, ^oС:

thm=(th1+th2)/2

thm =

35.5000

2.2 Средняя массовая теплоемкость холодного теплоносителя, кДж/(кг К):

принимается по справочным таблицам c1=4.174;

2.3 Средняя температура горячего теплоносителя, ^oС:

tqm=(tq1+tq2)/2

tqm =

56.5000

2.4 Средняя массовая теплоемкость горячего теплоносителя, кДж/(кг К):

принимается по справочным таблицам

c2=4.177;

2.5Количество теплоты, передаваемое в теплообменнике, кВт:

Q=G1*c1*(th2-th1)

Q =

557.5212

2.6 Расход горячего теплоносителя, кг/с:

G2=Q/(c2*(tq1-tq2))

G2 =

2.8399

2.7 Среднелогарифмический температурный напор (для противотока), ^oС:

tl=((tq1-th2)-(tq2-th1))/log((tq1-th2)/(tq2-th1))

tl =

20.5970

2.8 Коэффициент теплопередачи ориентировочный, Вт/(м2 К):

принимается по справочным данным Kor=1200;

2.9 Требуемая поверхность теплообмена ориентировочная, м²:

For=Q*1000/(Kor*tl)

For =

22.5567

2.10 Конструктивные параметры теплообменника принимаются по справочным данным:

длина кожуховой трубы, м L=9;

наружный диаметр кожуховой трубы, м Dn=0.159;

внутренний диаметр кожуховой трубы, м Dv=0.150;

толщина стенки кожуховой трубы, м ak=0.0045;

наружный диаметр теплообменной трубы, м dn=0.108;

внутренний диаметр теплообменной трубы, м dv=0.100;

толщина стенки теплообменной трубы, м at=0.004;

поверхность теплообмена одной трубы, м² Fi=3.05;

2.11Требуемое количество труб ориентировочно

Zor=round(For/Fi)

Zor =

7

Принимается Zor=8;