12

Міністерство освіти і науки України

Дніпродзержинський технологічний коледж

Дніпродзержинського Державного технічного університету

Методичні вказівки

до розрахункової частини курсового проекту з предмету “Процесі і апараті хімічних виробництв”

з теми

Розрахунок переохолоджувача до холодильної установки помірного холоду

2009

3. Розрахунки

Вихідні дані

Масові витрати розчину NaCl, m_ = 6 кг/с

Масова частка NaCl у розчині, ;

Температура розчину NaCL,

- початкова - кінцева мінус 1^оС;

Температура холодильного агенту (NH₃),

- у конденсаторі - у випарувачі мінус 10^оС;

Температура води у конденсаторі,

- початкова - кінцева 25^оС;

Переохолодження холодильного агенту,

1. Матеріальний розрахунок

Холодильна потужність установки, яка потрібна для охолодження розчину NаCl з масовою часткою 15 % від 4^оС до мінус 1^оС, визначається як тепловий потік, що підводиться до холодильного агенту – аміаку в випарувачі, тобто за формулою:

де с – питома теплоємкість розчину NaCl, Дж/(кг К)

с = 3543 Дж/(кг К) (табл. 1.2).

Вт

Користуючись тепловою діаграмою в координатах Т – S, визначаємо параметри холодильного агенту – амоніаку в характерних точках циклу

Таблиця 2.1 – Параметри холодильного агенту в характерних точках циклу

Параметри	1	2	2`	3	4	5
t, oC	- 10	112	30	30	24	- 10
P,МПа	0,1891	1,6100	1,6100	1,6100	1,6100	0,1891
і, кДж/кг	1637	2011	1686	541	512	512

Питомий об»єм сухої пари аміаку

- при мінус 10^оС та 0,1891МПа - м³/кг

- при 30^оС та 1,6100 МПа - м³/кг 6, табл. 1.5

Питома холодопотужність 1 кг аміаку

кДж/кг

Масові витрати аміаку, що циркулює:

кг/с або 338 кг/год

Об»ємні витрати аміаку, що всмоктується компресором,

м³/с або 0,5 кг/год

Тепловий еквівалент роботи стискання у компресорі:

кДж/кг

Холодильний коефіцієнт установки:

3.2 Технологічний розрахунок переохолоджувача

3.2.1 Вибір конструкції, пристрій та принцип дії переохолоджувача

Переохолоджувачі використовують в аміачних холодильних установках для охолодження водою рідкого холодильного агенту до температури нижче ніж температура конденсації.

Всі теплообмінні апарати по способу передачі теплоти діляться на наступні типи:

поверхові, у котрих теплоносії поділені стінкою, причому теплота передається скрізь поверхню цієї стінки.

регенеративні, в котрих процес передачі теплоти від гарячого теплоносія до холодного розділяється часом на два періоду і утворюється при переметному нагріванні і охолодженні насадки.

змішувальні, в котрих теплообмін здійснюється при безпосередньому зіткненні теплоносіїв.

Найбільш частіше використовуються поверхові теплообмінники, так як вони дозволяють охолоджувати чисті продукти, мають високу інтенсивність процесу та потужність.

Поверхові теплообмінники бувають:

- трубчаті;

- пластинчаті;

- спіральні;

- з поверхнею, що утворена стінкою апарату;

- з ребровою поверхнею теплообміну.

Трубчаті в свою чергу поділяють на кожухотрубчаті, „труба в трубі”, зрошувальні, подружні.

Трубчаті поверхові теплообмінники типу „ труба в трубі мають ряд переваг по зрівнянню з іншими:

- високий коефіцієнт теплопередачі в наслідок великої швидкості обох теплоносіїв;

- простота виготовлення;

- за рахунок невеликого перетину і цих теплообмінниках легко досягаються високі швидкості теплоносіїв як у трубах, так і у між трубному простору.

Недоліками теплообмінників цього типу є:

• громіздкість;

• вони багато коштують та мають велику витрату металу на зовнішні труби, яки не участують в теплообміні;

- важкість очищення між трубного простору.

Теплообмінники „труба в трубі” включають де кілька розташованих друг над другом елементів, причому кожний елемент складається х двох труб: зовнішньої труби більшого діаметру і концентрично розташованої середині її труби меншого діаметру. Внутрішні труби елементів з’єднані друг з другом послідовно; також зв’язані між собою і зовнішні труби. Для можливості очищення внутрішні труби з’єднають за допомогою калачів.

При значних кількостях теплоносіїв теплообмінник складають з декілька паралельних секцій, які з’єднаються до загальних колекторів.

Приймаємо у якості переохолоджувача протиточний двохтрубний теплообмінник типу «труба у трубі». Аміак протикає зверху до низу по міжтрубному простору, а вода –протитоком по внутрішньої трубі.