4.5 Определение гидравлического сопротивления абсорбера

Гидравлическое сопротивление сухого насадочного абсорбера P_сн, Па, рассчитывают по формуле:

, (4.47)

где  – эффективный коэффициент трения; d_эн – эквивалентный диаметр насадки, м;  – относительный свободный объем насадки, .

Число Рейнольдса для движения газа в насадке:

, (4.48)

где _н – относительная поверхность насадки, ; _y – динамическая вязкость газовой смеси при рабочих условиях, Пас.

Для насадки, которая загружена навалом, эффективный коэффициент трения при Re  40:

, (4.49)

.

Гидравлическое сопротивление сухого насадочного абсорбера P_сн, Па, рассчитываем по уравнению (3.38)

.

Гидравлическое сопротивление насадочного абсорбера со смоченной насадкой P_см, Па, можно рассчитать по формуле:

, (4.50)

где L_м и G_м – массовые расходы жидкости и газа через абсорбер соответственно, .

4.6 Расчёт диаметров штуцеров и труб

Для расчетов диаметров штуцеров и труб служит уравнение:

, (4.51)

где _р – рекомендуемая среднерасходная скорость перемещения среды в штуцере, м/с.

Ориентировочно принимается скорости движения газа и жидкости

Для газовой смеси ;

Для жидкости ;

Определяем диаметр основных технических штуцеров для подвода и отвода жидкой смеси.

Примем штуцер с D_y=100 мм с толщиной стенки 3,5 мм, H_т=155мм.

Определяем диаметр основных технических штуцеров для подвода и отвода газовой смеси.

Q=L/ρ=12,8182/998≈0,0128м³/с

Примем штуцер с D_у=250 мм толщиной стенки 3 мм, H_т=160мм

5 Расчёт вспомогательного оборудования

Подбор вспомогательного оборудования включает подбор теплообменника для охлаждения поглотителя , теплообменника-рекуператора, компрессора для подачи газовой смеси, насоса для подачи поглотителя.

5.1 Ориентировочный расчет теплообменника для охлаждения поглотителя

Необходимо выбрать и рассчитать теплообменник для охлаждения поглотителя расходом 0,63кг/c с начальной температурой 24С до температуры абсорбции 17С. В качестве теплоносителя для охлаждения используем захоложенную воду , поступающую при температуре 5С.

Средняя температура теплоносителя в теплообменнике (5.1):

Тепловая нагрузка, согласно уравнению (5.1) составляет:

_(5.2)

В качестве второго теплоносителя используется захоложенная вода с начальной температурой 5C и конечной − 15C. Теплообмен реализуется при чистом противотоке.

Распределение температур теплоносителей на концах теплообменника представлено на рисунке 5.1.

Распределение температур теплоносителей на концах теплообменника

поглотитель 24C 17 C

хладогент 17C 5 C

Рисунок 5.1 – Распределение температур теплоносителей на концах теплообменника

В виду того, что

, (5.3)

то средняя разница температур определяется

(5.4)

Среднюю температуру хладагента рассчитаем по формуле (5.4)

Теплоемкость воды при этой температуре с =4105 .

(5.5)

Примем значение коэффициента теплопередачи ,соответствующее турбулентному движению жидкости 1500 . При этом ориентировочное значение поверхности теплообмена составит (5.6)

. (5.6)

Для теплоносителей, которые движутся по трубам и не меняют своего агрегатного состояния, необходимо принять такое количество труб в одном ходе теплообменника n_x, чтобы обеспечивалось их турбулентное движение. Примем число Рейнольдса для теплоносителя в трубах Re  15000.

Количество труб в одном ходе теплообменника рассчитаем по формуле(5.7), где вязкость рассола при средней температуре 10 С =1193,3Пас:

(5.7)

Выбираем кожухотрубчатый теплообменник , по диаметром кожуха – 159 мм, диаметром теплообменных труб 252 мм, числом ходов – 1, общим числом теплообменных труб – 13, с поверхностью теплообмена – 2,0 м² при длине труб – 2 м.

(5.8)