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 холодильнику конденсатору для 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

АТ1 КД1

4 3 2

ВД1 КМ1

5 ИП1 1

Розчин NaCl

Рисунок 2.1 Схема реальної компресійної машини

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)

Вт

Користуючись тепловою діаграмою в координатах Т – S, визначаємо параметри холодильного агенту – амоніаку в характерних точках циклу (дивись рисунок 3.2)

Рисунок 3.2 Т – S діаграма для аміаку.

Перерахунок вСИ: 1 кгс/см² = 9,81· 10⁴ Па; 1 ккал/кг = 4,19 · 10³ Дж/кг

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 конденсатору

3.2.1 Вибір конструкції, пристрій та принцип дії конденсатору

У конденсаторі пари аміаку зріджуються. Теплота перегріву й конденсації відводиться водою. Виходячи з призначення процесу для його проведення потрібний поверховий теплообмінник.

Поверхневі теплообмінники класифікують по способі утворення поверхні теплопередачі, розрізняють трубчасті, пластинчасті, трубчасті реброві теплообмінники, теплообмінники «труба у трубі» й інші види. Найбільш широке застосування для охолодження й конденсації пару одержали теплообмінники із трубчастою поверхнею – кожухотрубчаті теплообмінники. Вони компактні, не металоємні, у них можливе досягнення високих швидкостей теплоносія при невеликій їхній витраті, вони прості в обслуговуванні й ремонті, тому в курсовому проекті приймаємо саме цей тип теплообмінника.

Кожухотрубчаті теплообмінники уявляють собою пучок труб, закріплений у трубних ґратах шляхом розвальцьовування, пайки або зварювання. Пучок труб розміщають у середині загального кожуха. Зверху й знизу корпуса, за допомогою фланцевих з'єднань до нього кріпляться кришки. Кришки й внутрішня поверхня труб утворять трубний простір, а простір між кожухом і зовнішньою поверхнею труб називається міжтрубним. Один теплоносій рухається по трубному просторі, а інший теплоносій - по міжтрубному. Для збільшення швидкості руху теплоносія як у трубному, так й у міжтрубному просторі встановлюють перегородки, що дозволяють збільшити шлях руху теплоносія, а тим самим час його перебування в апарату. Для компенсації температурних подовжень труб, у випадку значної різниці температур між теплоносіями, в апарату можуть бути передбачені різного роду компенсатори.

Приймаємо до розрахунку горизонтальний кожухотрубчатий конденсатор. Напрямок руху теплоносіїв; аміак – у міжтрубний простір, а вода, що охолоджує – у трубний.