Расчет толщины тепловой изоляции
Расчет толщины теплоизоляционного слоя материала можно проводить по упрощенной схеме, из условия Qп = Qиз, т.е. равенства значений теплового потока от наружной поверхности слоя изоляции в окружающую среду и теплового потока теплопроводностью через слой изоляции идёт по формуле [4, с. 25]:
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, 𝑡окр, 𝑡из, соответственно, температуры наружной стенки аппарата, окружающей среды и наружной поверхности теплоизоляционного слоя, ℃.
Среднегодовая температура окружающего воздуха в закрытом помещении составляет 25 °С, а температуру изоляции со стороны окружающей среды не должна превышать 45 °С, температуру стенки кожуха равной наибольшей температуре среды в, межтрубном пространстве 𝑡ст = 155 °С.
Коэффициент теплоотдачи, который определяет суммарную скорость переноса теплоты конвекцией и тепловым излучением для аппаратов, находящихся в закрытых помещениях, при температуре поверхности до 1500 ℃ можно рассчитать по приближенному уравнению [4, с. 26]:
где Δt – разность температур поверхности аппарата 𝑡ст и окружающего воздуха 𝑡окр, °С.
Материал изоляции –войлок шерстной, коэффициент теплопроводности равен 0,047 Вт/м2К по таблице XXVIII [2, с.529];
Тогда
по формуле:
Принимаем толщину изоляции равную 𝛅из = 23 мм
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В
данной работе, на основании исходных
данных, был произведен расчет
кожухотрубчатого испарителя органической
жидкости – уксусная кислота выбран
стандартный теплообменный одноходовой
аппарат вертикального исполнения. В
результате расчета были произведены
тепловой, технологический, гидравлический
и конструктивно-механический расчёты.
В процессе их выполнения были определены основные параметры рабочей среды трубного и межтрубного пространств, рассчитаны коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи, определены гидравлические сопротивления, найдены значения: толщины обечайки, крышки и днища, расчет штуцеров, опор, толщины трубных решёток и тепловой изоляции.
На основании полученных данных выполняется графический материал курсового проекта. Исходя из всего вышеперечисленного, можно утверждать, что были достигнуты поставленные цели и задачи. Кроме того, в процессе работы было изучено множество литературных источников, государственных стандартов, конструкций типовых теплообменных аппаратов, что дало возможность систематизировать, закрепить и расширить теоретические знания в области аппаратов химической технологии.
В ходе расчёта был приобретён опыт самостоятельного решения инженерно-технических задач. Предложенная модель кожухотрубчатого испарителя может быть реализована на практике для испарения органической жидкости, при поступлении в аппарат при температуре кипения.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1.
Основные процессы и аппараты химической
технологии: пособие по проектированию
/ под ред. Ю.И. Дытнерского. – 5-е изд.,
стер. – Москва: Альянс, 2010. – 493 с.
2. 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.
3. 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.
4. В.Р.Риффель, В.В.Чернышов, Г.В.Сухов Проектирование кожухотрубчатого теплообменника; учебное пособие по проектированию, Томск: Изд-во ТПУ, 2007. - 84с. П – 441
5. Таблицы, расчетные номограммы и диаграммы по курсу «Процессы и аппараты химической технологии», справочно-методическое пособие /Тожнянский Л.Л., Лещенко В.А. и др. – Харьков: НТУ «ХПИ», 2003. – 96 с. На рус. яз
6. Лащинский А. А., Толчинекий А. Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. - Ленинград: «Машиностроение», 1970. – 752
7. Н.И. Савельев, П.М, Лукин Расчет и проектирование кожухотрубчатых теплообменных аппаратов: учеб. пособие / Н.И. Савельев, П.М. Лукин. – Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та. 2010. – 80 с.
8. Электронный ресурс; режим доступа: открытый, URL: https://ngspenza.ru/download/cat_text_36_2188_gost653378.pdf