Глава 4. Расчет теплообменного аппарата.
Для расчета теплообменника, предназначенного для подогрева
исходного раствора, воспользуемся тепловым балансом:
где G-количество нагреваемого раствора, кг/ч;
D-расход греющего пара, кг/ч;
H-энтальпия греющего пара, кДж/кг;
-соответственно
температура раствора до и после
нагревания и температура
конденсата,
;
-теплоемкость
раствора и конденсата, кДж/(кг
);
Тогда расход греющего пара найдем по формуле
.
Учитывая,
что
(удельная теплота парообразования),
найдем:
Найдем среднелогарифмическую разность температур:
Далее определяем тепловую нагрузку при конденсации насыщенных паров без охлаждения конденсата из уравнения
В
соответствии с таблицей 2.1 [4] примем
ориентировочное значение коэффициента
теплопередачи К=1000
.
При
этом ориентировочное
значение поверхности теплообмена
составит
Убедимся, что режим течения в трубах турбулентный
В соответствии с найденной площадью поверхности теплообмена по каталогу выбираем теплообменник типа
600 ТНВ-16-М1-0/25-6-2 гр. А.
Глава 5. Расчет штуцеров.
Целью этого расчета является вычисление условного прохода основных штуцеров и определение в соответствии со стандартами их размеров.
Воспользуемся общей формулой определения расхода
,
где
G-расход жидкости или газа, проходящего через штуцер, кг/час;
d-условный проход штуцера, м;
-скорость
жидкости или газа, м/с;
-плотность среды в штуцере.
Тогда
.
Расчет будем вести по плану:
штуцера для раствора;
штуцера для пара;
штуцера для конденсата.
Расчет штуцеров для входа и выхода раствора.
Условный проход штуцеров для входа раствора.
;
;
Плотности раствора берем при начальных концентрациях и температурах кипения раствора для соответствующего корпуса. Скорость течения жидкости принимаем равной 1 м/с для 2-го и
3-го корпусов, считая ее движение самотечным, и 2 м/с для 1-го корпуса как для жидкости, качаемой насосом.
Т.к. все три аппарата предполагаются быть одинаковыми, выбираем максимальный из трех диаметров:
.
Условный проход штуцеров для выхода раствора.
;
;
Плотности раствора берем при конечных концентрациях и температурах кипения раствора для соответствующего корпуса. Скорость течения жидкости принимаем равной 1 м/с для всех корпусов, считая ее движение самотечным.
Выбираем максимальный из трех диаметров:
.
Т.к. выходящий раствор из корпуса является входящим в следу-ющий корпус, то из условия удобства конструирования установки штуцера для раствора следует принять одинаковыми. Поэтому условный проход штуцеров для раствора будет равен
.
По справочнику [5] выбираем штуцера с плоскими приварными фланцами типа 80-6-155-ВСт3сп4-10 ОСТ 26-1404-76.
Расчет штуцеров для греющего и вторичного пара.
Условный проход штуцеров для греющего пара.
;
;
Плотности паров берем при температурах греющих паров для соответствующих корпусов. Скорость течения пара принимаем равной 25 м/с , считая пар насыщенным.
Т.к. все три аппарата предполагаются быть одинаковыми, выбираем максимальный из трех диаметров:
.
Условный проход штуцеров для вторичного пара.
;
;
.
Плотности паров берем при температурах вторичных паров для соответствующих корпусов. Скорость течения пара принимаем равной 25 м/с для 1-го и 2-го корпусов, считая пар насыщенным, а для 3-го корпуса 75 м/с, т.к. здесь пар находится под разрежением.
Выбираем максимальный из трех диаметров:
.
Т.к. вторичный пар для одного корпуса является греющим для следующего корпуса, то из условия удобства конструирования установки штуцера для греющих и вторичных паров следует принять одинаковыми. Поэтому условный проход штуцеров для пара будет равен
.
По справочнику [5] выбираем штуцера с плоскими приварными фланцами типа 300-6-190-ВСт3сп4-10 ОСТ 26-1404-76.