4 Расчет толщины тепловой изоляции
Расчет толщины теплоизоляционного слоя материала можно проводить по упрощенной схеме, из условия
Qп = Qиз,
, где Qп - тепловой поток от наружной поверхности слоя изоляции в окружающую среду;
Qиз - тепловой поток теплопроводностью через слой изоляции
т.е. равенства данных значений идёт по формуле [5]:
где 𝛿из – толщина тепловой изоляции, м
𝛼н – коэффициент теплоотдачи в окружающую среду (воздух), Вт/м2·К;
λиз– коэффициент теплопроводности материала изоляции, Вт/м·К;
𝑡ст - температура наружной стенки аппарата, ℃
𝑡окр - температура окружающей среды, ℃
𝑡из – температура наружной поверхности теплоизоляционного слоя, ℃.
Возьмем 𝑡окр = 25 °С (нормальные условия).
Температуру изоляции со стороны окружающей среды возьмем максимально допустимую 𝑡из = 45 °С [6].
Температуру стенки кожуха возьмем равной температуре насыщенного водяного пара в межтрубном пространстве 𝑡ст = 130 °С.
Коэффициент теплоотдачи, который определяет суммарную скорость переноса теплоты конвекцией и тепловым излучением для аппаратов, находящихся в закрытых помещениях, при температуре поверхности до 1500 ℃ [10]:
где Δt – разность температур поверхности аппарата 𝑡ст и окружающего воздуха 𝑡окр, °С.
За материал изоляции оптимально взять шерстяной войлок.
По таблице XXVIII [1];
λиз =0,047 Вт/м2К
Тогда по формуле:
Принимаем толщину изоляции равную 𝛅из = 22 мм.
Заключение
В курсовой работе были произведены материальные, тепловые и гидравлические расчеты на основании которых был спроектирован кожухотрубный испаритель, с диаметром кожуха 0,6 м, высотой трубок 2 м, с трубками Ø25х2 мм.
Запас
площади поверхности теплопередачи
составляет 30%, коэффициент теплопередачи
Вт/м2
К.
Данный испаритель удовлетворяет условию, он позволяет проводить необходимый процесс с заданной производительностью и температурными параметрами.
Список литературы
Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов под ре. чл.-корр. АН СССР П. Г. Романкова. - 10-е изд., перераб. и доп. / Репринтное воспроизведение издания 1987 г. - М.: Альянс, 2013. -576 с.
ГОСТ 15119-79 Испарители кожухотрубчатые с неподвижными трубными решетками и кожухотрубчатые с температурным компенсатором на кожухе. Основные параметры и размеры, М.: Издательство стандартов, 1985 год.
Пособие по проектированию тепловых аппаратов
Плотность органических жидкостей кг/м3 при температуре 10-140 °С, «Инженерный справочник. Таблицы DPVA.ru». URL:https://dpva.ru/Guide/GuidePhysics/GuidePhysicsDensity/DensityOrgLiquidsTemperature/ (Дата обращения: 09.01.2022)
Ю. Я. Печенегов, Р. И. Кузьмина П 31 Курсовое проектирование по процессам и аппаратам химической технологии. Теплообменные аппараты и ректификационные установки: Учеб. пособие / Ю. Я. Печенегов, Р. И. Кузьмина: Сарат. гос. ун-т им. Н. Г. Чернышевского. Саратов, 2010, 110 с.
Таранова, Л. В. Теплообменные аппараты и методы их расчета: учебное пособие / Л. В. Таранова. – 2-е изд., перераб. и доп. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2012. – 198 с.
Основы конструирования и расчета химической аппаратуры: справочник / А.А. Лащинский, А.Р. Толчинский. – 3-е изд., стер. – Москва: Альянс, 2008. – 752 с.
Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию / под ред. Ю.И. Дытнерского. – 5-е изд., стер. – Москва: Альянс, 2010. – 493 с.
В.Р.Риффель, В.В.Чернышов, Г.В.Сухов Проектирование кожухотрубчатого теплообменника; учебное пособие по проектированию, Томск: Изд-во ТПУ, 2007. - 84с. П – 441
ГОСТ 6533-98 Днища эллиптические отбортованные стальные для сосудов, аппаратов и котлов. Основные размеры (с Изменениями N 1, 2), М.: Издательство стандартов, 1985 год.
ГОСТ 12820-80 Фланцы стальные плоские приварные на Р(у) от 0,1 до 2,5 МПа (от 1 до 25 кгс/кв. см). Конструкция и размеры (с Изменениями N 1, 2, 3, 4), М.: ИПК Издательство стандартов, 2003 год.
ГОСТ 26296-84 (СТ СЭВ 4349-83) Лапы опорные подвесных вертикальных сосудов и аппаратов. Основные размеры (с Поправкой, с Изменением N 1), М.: Издательство стандартов, 1984 год.