9.3.6. Розрахунок поверхні теплообміну секції охолодження

Теплове навантаження секції складає (див. п.2.3. табл..9.4 ) :

Q = (1305,87 - 1212,96) 1,05 = 97,55 кВт

Схема теплових потоків :

емульсія

64 ⁰С ---------------------------- 40 ⁰С

холодна вода

22,9 ⁰С ---------------------------- 12 ⁰С

-----------------------------------------------

∆t _б = 41,1 ⁰С ∆t_м = 28 ⁰С

Середня різниця температур складає :

41,1 + 28

∆t _сер = ---------------- = 34,55 ⁰С

2

Коефіцієнт теплопередачі приймається рівним к = 200 Вт/ м² К [10].

Тоді згідно формулі (9.27) поверхня теплообміну секції охолодження складатиме :

97,55 10³

F = ----------------- = 14,1 м²

200 34,55

Комбінатор (рис. 8.4)

9.3.7. Визначення поверхні теплообміну всіх циліндрів

Повне теплове навантаження комбінатору, який виконує функцію переохолоджувача, згідно даним п. 9.2.3 складає 229,74 кВт.

Схема теплових потоків в даному випадку має такий вигляд :

маргаринова емульсїя

40 ⁰С ------------------------------------ 10 ⁰С

аміак

-16,8 ⁰С----------------------------------- - 16,8 ⁰С (див. п. 9.3.8 )

----------------------------------------------------------

∆t _б = 56,8 ⁰С ∆t_м =25,8 ⁰С

Тому , що :

∆t_б 56,8

------ = ----------=2,1 2 ,

∆t_м 26,8

середня різниця температур визначається за формулою :

40 - 10

∆t _сер = ----------------- = 40,2 ⁰С (9.29)

∆t_б

2,3 lg-------

∆t_м

Тобто :

40 - 10

∆t _сер = ----------------- = 40,2 ⁰С

56,8

2,3 lg-------

26,8

Визначення коефіцієнту теплопередачі між аміаком і емульсією за даними аналогічних переохолоджувачів складає 1630 Вт/м² К.

Тоді величина поверхні теплообміну всіх циліндрів складатиме :

229,74 10³

F = ------------------- = 3,5 м²

1630 40,2

Поверхня теплообміну кожного з 3-х охолоджуючих циліндрів :

3,5

F₀ = ------- = 1,17 м³

3

9.3.8. Розрахунок параметрів аміачної системи охолодження.

Виконано за методикою ВНІЕКІпродмаш (м.Москва).

Об’єм пари аміаку, що відсмоктується з комбінатору :

V_п=  V₁¹ , (9.30)

Де :  - кількість холодильного агенту, кг/год (див. п.9.2.3.) ;

V₁¹ – питомий об’єм пари аміаку при температурі t₀ - 18 ⁰C (V¹ =0,574 м³/кг )

Тоді :

V_п= 0,.205 3600 0,574 = 0,118 м³/с

Діаметр усмоктувальної магістралі від циркуляційного ресивера комбінатора :

D₁ =  V_п / (0,.785 W_п ) , (9.31)

де : W_п - швидкість пари аміаку в усмоктувальній магістралі, W_п = 10 м/с.

Діаметр циркуляційного ресивера для комбінатора :

D₂ =  0,118 /(0,785 10 ) = 0,123 м

Діаметр циркуляційного ресивера для комбінатору :

D₃ = V_п / (0,785 W_р ) , (9.32)

де : W_р - швидкість пари аміаку у ресивері, W_р =0,5 м/с.

D₂ =  0,118 |(0,785 0,5) = 0,55 м

Діаметр рідинного аміачного трубопроводу від від переохолоджувача компресорної до апарату :

D₃ =  V_р /(0,785 W_m ) , (9.33)

де : W_m – швидкість подачі рідкого аміаку у трубопроводі, : W_m = 1 м/с ;

V_{р –} об’єм рідкого аміаку, що подається, м^3.

Об’єм рідкого аміаку розраховують за формулою :

V_р = р V₂ , (9.34)

де : V₂ – питомий об’єм рідкого аміаку при t = = 18 ⁰С,

V₂ = 1,509 л/кг (1,509 10 ^–3 м³ /кг) .

Тоді :

V_р = 0,205 1,509 10^-3 = 0,31 10^-3 м³

Нарешті :

D₃ =  0,31 10^-3 /(0,785 1) = 0,02 м.

Кількідкого аміаку, який циркулює в системі, при кратності циркуляції Z= 100 :

G = р Z = 0,205 100 = 20,5 кг/с (9.35)

Об’єм рідкого аміаку :

V_{р =} G V₂ = 20,5 1,509 10^-3 = 0,031 м³/с (9.36)

Кількість тепла, яка відбирається в апараті переохолодженим аміаком визначається за формулою :

Q₂ = ₌ G с (t₂ - t₁ ), (9.37)

де : с – теплоємкість аміаку, с = 4,609 кДж/кг К ;

t₂ – температура аміаку на виході з комбінатору, ⁰С.

t₁ - температура аміаку на вході аміаку до комбінатору, ⁰С. За даними експлуатації лінії t = - 18 ⁰C/

Температуру аміаку на виході з комбінатору знаходимо з формули (9.37):

Q

t₂ = ----------- + t₁ , (9.38)

G c

229,74

t₂ = ------------------ + ( - 18 ) = - 15,6 ⁰С

20,5 4,609

Середня температура аміаку в апараті дорівнює :

- 15,6 + (-18)

t_сер = ------------------ = - 16,8 ⁰С

2

Діаметр прямої та зворотної магістралі рідкого аміаку при Z = 100 складає :

D₄ =  0,031 / (0,785 1 ) = 0,2 м

Якщо кратність циркуляції аміаку Z = 50, то кількість і об’єм рідкого аміаку за формулами (9.35) і (9.36) :

G = 0,205 50 = 10,25 кг/с

V_р = 10,25 1,509 10^-3 = 0,016 м³/с.

Температура аміаку на виході з комбінатору за формулою (9.38) складатиме :

229,74

t₂ = ------------------ + (-18) = - 13,2 ⁰С

10,25 4,609

Середня температура аміаку в апараті :

- 13,2 + (-18)

t₂ = ----------------------- = - 15,6 ⁰С

2

Діаметр прямої та зворотної магістралі рідкого аміаку при Z = 50

D₄ =  0,016 /(0,785 1 ) = 0,14 м