
- •Процессы и аппараты химической технологии
- •Общие положения
- •1.Примерные расчеты
- •1.1. Порядок расчета насадочного абсорбера Введение
- •1.2. Определение массы поглощаемого вещества и расчет поглотителя
- •1.3. Расчет движущей силы
- •1.4. Расчет скорости газа и диаметра абсорбера
- •Значения коэффициентов и
- •1.5. Расчет коэффициента массопередачи
- •Атомные объемы некоторых элементов
- •Мольные объемы некоторых газов
- •1.6.Определение поверхности массопередачи и высоты абсорбера
- •1.7.Расчет гидравлического сопротивления абсорбера
- •Значения коэффициента
- •1.2. Порядок расчета теплообменников
- •Определение коэффициентов теплоотдачи
- •Пример задания
- •Введение
- •2.1.Определение массовых секундных расходов теплоносителей
- •2.2.Определение температурных условий работы теплообменника
- •2.3. Определение коэффициентов теплоотдачи
- •2.4. Определение коэффициента теплопередачи
- •2.5. Определение площади поверхности охлаждения
- •2.4.Расчет тепловой изоляции кожуха теплообменника
- •2.5. Гидравлический расчет теплообменника
- •Заключение
- •3.Общие требования к курсовым проектам
- •Введение
- •Технологическая схема установки и её содержание
- •8. Приложения
- •4. Примерные темы курсовых проектов
- •Федеральное агентство по образованию Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Национальный Минерально-Сырьевой университет «Горный»
- •Курсовой проект
- •Оценка:_____________ Дата:__________________
1.6.Определение поверхности массопередачи и высоты абсорбера
Поверхность массопередачи может быть найдена из основного уравнения массопередачи, :
|
(24)
|
Высота насадки, требуемая для создания такой поверхности, рассчитывается по формуле, м:
|
(25)
|
Высота абсорберов
обычно не превышает
метров, поэтому, если полученное значение
больше этой величины, то выбирается
несколько последовательно соединенных
аппаратов.
Расстояние между
днищем абсорбера и насадкой определяется
необходимостью равномерного
распределения газа по поперечному
сечению колонны. Обычно это расстояние
принимают равным
диаметра.
Расстояние от
верха насадки до крышки абсорбера
зависит от размеров распределительного
устройства для орошения насадки и от
высоты сепарационного пространства, в
котором часто устанавливают каплеотбойные
устройства для предотвращения брызгоуноса
из колонны. Это расстояние обычно
принимается равным диаметру аппарата.
1.7.Расчет гидравлического сопротивления абсорбера
Необходимость этого расчета обусловлена тем, что он определяет энергозатраты на транспортировку газового потока через абсорбер. Гидравлическое сопротивление определяют по формуле, Па:
|
(26)
|
где
– гидравлическое сопротивление сухой
(не орошаемой жидкостью) насадки, Па;
– коэффициент (его значения для различных
насадок приведены в табл. 6).
Таблица 6
Значения коэффициента
Насадка |
|
Насадка |
|
Кольца Рашига в укладку |
Кольца Паля 50х50х5 |
126 |
|
|
173 |
Блоки керамические |
151 |
|
144 |
Седла «Инталокс» |
|
|
119 |
25 мм |
33 |
Кольца Рашига внавал |
50 мм |
28 |
|
|
184 |
Седла Берля |
|
|
169 |
25 мм |
30 |
Гидравлическое сопротивление сухой насадки (Па) определяют по уравнению
|
(27)
|
где
– скорость газа в свободном сечении
насадки,
(
);
– коэффициент сопротивления насадки.
Для регулярной хордовой насадки:
|
(28)
|
Для беспорядочных насадок, в которых пустоты распределены равномерно по всем направлениям (седлообразная насадка, шары):
|
(29)
|
Для беспорядочно
насыпанных кольцевых насадок при
ламинарном движении (
):
|
(30)
|
То же при турбулентном
движении (
):
|
(31)
|
1.2. Порядок расчета теплообменников
Основной характеристикой рекуперативных теплообменных аппаратов является теплопередающая поверхность, или поверхность теплообмена. От ее величины зависят геометрические размеры теплообменников, стоимость их изготовления, монтажа и эксплуатации.
Исходными данными для простейшего теплового расчета являются: расход одного из теплоносителей и температуры обоих теплоносителей на входе и на выходе из аппарата.
Расчет поверхности теплообмена состоит из следующих основных стадий.
1. Определение тепловой нагрузки аппарата, средней движущей силы и средних температур теплоносителей.
2. Определение расхода второго вещества из теплового баланса.
3. Определение ориентировочной площади поверхности теплообмена, а также выбор размеров теплообменных труб и, если возможно, расчет необходимого их количества при обеспечении заданного режима движения теплоносителей.
4. Предварительный выбор нормализованного теплообменника по принятым параметрам. Выписываются те фиксированные геометрические размеры аппарата, которые будут фигурировать в расчете (внутренний диаметр кожуха, число теплообменных труб и т.д.) Параметры, которые не будут непосредственно участвовать в расчете, можно варьировать для обеспечения расчетной поверхности теплообмена при окончательном выборе нормализованного аппарата.
5. Определение частных коэффициентов теплоотдачи для обоих теплоносителей с использованием критериальных уравнений для соответствующих тепловых процессов, режимов теплоносителей, геометрического расположения труб и т.д. Определение термических сопротивлений стенок и загрязнений со стороны горячего и холодного теплоносителей.
6. Определение общего коэффициента теплопередачи и уточнение температур стенки со стороны горячего и холодного теплоносителей. Пересчет коэффициента теплопередачи.
7. Определение расчетной поверхности теплообмена по основному уравнению теплопередачи и окончательный выбор нормализованного теплообменника. Определение запаса поверхности теплообмена, необходимого для обеспечения длительной работы аппарата, т.к. на поверхности труб и кожуха образуются разного вида загрязнения (отложение нерастворимых осадков, накипеобразование, ржавчина и т.д.), которые снижают эффективность процесса теплообмена, уменьшая коэффициент теплопередачи.