2.6.4 Расчёт пластинчатого конденсатора

Исходные данные:

При средней температуре, равной 20 ⁰С, вода имеет следующие физико-химические характеристики:

В конденсатор поступает паровоздушная смесь давлением 0.09Мпа температурой равной 75 С.

Характеристики конденсата при этой температуре:

1.Тепловая нагрузка аппарата составит:

2.Расход пара определяется из уравнения теплового баланса:

3.Средняя разность температур:

4.Рассмотрим пластинчатый подогреватель поверхностью 2.0 м^2, поверхностью пластин 0.2м^2, число пластин N=12 (согласно табл.11-13(1)).

5.Скорость жидкости и число Re в шести каналах с плошадью поперечного сечения канала 0.002м^2 и эквивалентным диаметром канала 0,0076м (табл.11-14(1)) равна:

Коэффициент теплоотдачи к жидкости определяем:

(для пластин площадью 0,2 м² а=0,086, b=0,73).

Для определения коэффициентов теплоотдачи от пара примем, что t=10 C, тогда в каналах с приведённой длиной L=0,45(11.14(1)) получим:

Термическим сопротивлением со стороны пара можно пренебречь. Толщина пластин 1,2 мм(табл.11-14 (1)), материал – нержавеющая сталь с =17.5Вт(м*К). Сумма термических сопротивлений стенки пластин и загрязнений со стороны жидкости составит:

Уточнённый коэффициент теплопередачи составит:

Проверим правильность принятого допущения относительно t:

6 . Гидравлическое сопротивление пластинчатого подогревателя определяется по формуле 2.37(1).

Диаметр присоединяемых штуцеров равен 0.05 м. (табл.2.14{1}).

Скорость жидкости в штуцерах:

Коэффициент трения определяется по формуле:

Тогда гидравлическое сопротивление составит:

2.7. Гидравлический расчёт линии воздуха

и подбор вентилятора

Исходные данные:

L= 0,169 кг/с, - массовый расход воздуха;

Разобьем участок движения воздуха на III участка предварительно образмерив.

1 участок.

1,6+1,2=2,8 , м

Для трубопровода скорость движения воздуха =4,8 м/с.

Диаметр трубопровода равен

где V₀-объемный расход воздуха равен

Относительная влажность φ₀= 78 %;

Р_н – давление насыщенного водяного пара при данной температуре воздуха, Па

Р_н = 9,3·10⁴ Па

Температура воздуха на первом участке 17,5 ⁰С.

Выбираем стальную трубу наружным диаметром 270 мм. Внутренний диаметр трубы d= 0,264 м.

Фактическая скорость воздуха в трубе

Определение потерь.

Потери на трение:

где при данной температуре плотность воздуха

, кг/м³

Вязкость при рабочих условиях

, Па·с

Примем абсолютную шероховатость труб =0.210^-3 м

тогда относительная шероховатость трубы равна

Далее получим

Таким образом, в трубопроводе имеет место смешанное трение, и расчет  следует проводить по формуле

Потери на преодоление местных сопротивлений:

где

коэффициенты местных сопротивлений

_вх. вход в трубу.

Потери давления на придание скорости потоку:

Общие потери напора

3,1+6,9+13,8=23,8 Па

2 участок.

2,4 м

Для трубопровода скорость движения воздуха =4,8м/с.

Диаметр трубопровода равен

где V₀-объемный расход воздуха равен

Относительная влажность φ₀= 2 %;

Р_н – давление насыщенного водяного пара при данной температуре воздуха, Па

Р_н= 9,3·10^-4 Па

Температура воздуха на втором участке 150⁰С.

Выбираем стальную трубу наружным диаметром 180 мм. Внутренний диаметр трубы d= 0,176 м.

Фактическая скорость воздуха в трубе

м/с

Определение потерь.

Потери на трение

где при данной температуре плотность воздуха

кг/м³

Вязкость при рабочих условиях

Примем абсолютную шероховатость труб =0,210^-3 м

тогда относительная шероховатость трубы равна

Далее получим

Таким образом, в трубопроводе имеет место смешанное трение, и расчет  следует проводить по формуле

Потери на преодоление местных сопротивлений

где

коэффициенты местных сопротивлений

_вх. вход в трубу.

Общие потери напора

3 участок.

1,1+3,2=4,3 м

Для трубопровода примем скорость движения воздуха =5,3м/с.

Диаметр трубопровода равен

где V-объемный расход воздуха равен

относительная влажность φ₀= 50 %;

Р_н – давление насыщенного водяного пара при данной температуре воздуха, Па

Р_н = 9,3·10^-4 Па

Температура воздуха на первом участке ⁰С.

Выбираем стальную трубу наружным диаметром 86 мм. Внутренний диаметр трубы d= 0,080 м.

Фактическая скорость воздуха в трубе

м/с

Определение потерь.

Потери на трение

где при данной температуре плотность воздуха

кг/м³

Вязкость при рабочих условиях

, Па·с

Примем абсолютную шероховатость труб =0,210^-3 м, тогда относительная шероховатость трубы равна

Далее получим

Таким образом, в трубопроводе имеет место смешанное трение, и расчет  следует проводить по формуле

Потери на преодоление местных сопротивлений

где

0,5+1+1,1·2=3,7

коэффициенты местных сопротивлений

_вх. вход трубу.

_вых. выход из трубы.

_кол. колено 90⁰.

Общие потери напора:

18,6+42,6=61,2Па

23,8+8,8+61,2=93,8Па

Гидравлическое сопротивление всей сети:

93,8+200+28354+2514+0,43=31162Па

Подбор вентилятора.

Полезная мощность вентилятора:

31162·0,169=5266 Вт

Мощность электродвигателя:

Вт

5266/0,6=8770 Вт

Выбираем к установке:

газодувку: марка В-Ц12-49-8-01 с Р= 55000 Па и Q= 12,5 м³/с,

электродвигатель: марка 4А280S4 с N=10 кВт и _дв= 0,92.

Заключение.

Рассчитали пневматическую сушилку для сушки сухого молока с W_н=20%. Производительность по готовому продукту 700 кг/ч.

В результате расчёта получили сушилку с D=0,34 м. Продукт из сушилки выходит с W_к=8 % и температурой 45⁰С.

Для данной установки подобрали калорифер КВБ-2 с F=9,9м², f=0,115 м².

Рассчитали циклон СКЦН-34 для сухой очистки воздуха выходящего из сушилки.

Трубопровод для воздуха сделали круглого сечения. Для подачи воздуха, по полезной мощности, подобрали газодувку: марка В-Ц12-49-8-01 с Р= 55000 Па и Q= 12,5 м³/с, электродвигатель: марка 4А280S4 с N=10 кВт и _дв= 0,92.

Литература.

Гинзбург А.С. Расчёт и проектирование сушильных установок пищевой промышленности, Москва, Агропрмиздат, 1985 г.

Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию, Москва, Химия, 1991 г.

Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию, Москва, Химия, 1983 г. 272 с.

Павлов К.Ф. Романков П.Г. Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической промышленности.

Справочник по пыле и газоулавливанию. Под. ред. Русанова А.А. М., “Энергия” 1975 г. 296 с.

Стахеев И.В Пособие по курсовому проектированию процессов и аппаратов пищевых производств, Минск, Вс. школа, 1975 г.

Стабников В.Н. Проектирование процессов и аппаратов пищевых производств, Киев, В. школа, 1982 г.

Сажин В.С. Основы техники сушки. - М: 84 г.

Гришин М.А. Установки для сушки пищевых продуктов. Справочник: М: 89 г.

40