1.3 Указания к решению
Рассчитать потери давления на трение и местные сопротивления в нагнетательном трубопроводе и всасывающем трубопроводе. Учесть различие в скоростях движений в разных трубопроводах. Выбрать типовую насосную установку по напору и мощности.
Задание №2
Определить необходимую поверхность холодильника для охлаждения воздуха водой и потери давления в аппарате.
Исходные данные
Расход воздуха G, кг/ч.
Температура воды:
начальная t1, 0С;
конечная t2, 0С.
Температура воздуха:
начальная t3, 0С;
конечная t4, 0С (принимаем 280С).
Таблица исходных данных
-
№
п/п
G, кг/с
t1,0С
t2,0С
t3,0С
8
20
60
70
10
15
60
70
5
15
40
75
8
20
40
75
12
10
45
80
9
15
45
80
6
20
44
60
7
10
32
60
8
15
30
54
10
20
44
58
9
20
48
62
11
15
45
60
8
15
45
60
11
20
52
85
14
10
40
84
8
15
35
67
5
10
41
65
6
20
38
58
7
15
35
62
10
20
48
64
20
10
45
84
15
15
60
90
12
15
55
85
8
20
44
69
7
14
48
75
6
15
52
74
10
18
37
52
8
20
44
67
12
15
34
69
14
15
37
70
2.3 Указания к решению
поверхность теплопередачи
Составить тепловой баланс, пренебрегая потерями в окружающую среду, и найти расход охлаждающей воды, и тепловую нагрузку. Задаться скоростью воды 0,5 м/с и рассчитать коэффициент теплоотдачи для воды, движущейся по прямым трубам холодильника. Принять K ≈ αx.
Задачу решить для противотока. Характер изменения температуры теплоносителей вдоль поверхности труб для принятой схемы движения теплоносителей показан на соответствующем рисунке. Принять для расчета большее значение ∆tcр и определить поверхность теплопередачи. По найденной поверхности выбрать типовой холодильник и рассчитать потери давления в трубном и межтрубном пространстве. При расчете потерь учесть сопротивление на трение, а также местные сопротивления, связанные с поворотами потока и внезапными расширениями и сужениями его. Физические свойства воды определить при ее средней температуре.
Теплообменники типовые с трубами 25×2:
ГОСТ 15119-79
ГОСТ 15121-79
ГОСТ 15118-79
ГОСТ 15120-79
ГОСТ 15122-79
Задание №3
Определить минимальный расход поглотителя и среднюю движущую силу при абсорбции аммиака из воздуха водой, рассчитать диаметр и высоту насадочной части абсорбера. Насадка – беспорядочно насыпанные кольца Рашига размером 25х25х3 мм.
3.1 Исходные данные
Расход воздуха G, кг/ч (см. задание №2).
Концентрация распределяемого компонента в воздухе:
на входе в абсорбер у1, мольные доли
на выходе из абсорбера у2, мольные доли
Концентрация распределяемого компонента в поглотителе на входе в абсорбер х1, мольные доли (принять х1=0).
Давление воздуха Р, МПа.
Температура воздуха t, 0С (принять t=28 0С).
Скорость движения воздуха в общем сечении аппарата W, м/с.
Коэффициент массопередачи Ку, кмоль/(м2·ч)
3.2 Таблица исходных данных
№ п/п |
у1 |
у2 |
Р·102, МПа |
W,м/с |
Ку, кмоль/(м2·ч) |
|
0,05 |
0,003 |
0,15 |
0,61 |
0,40 |
|
0,06 |
0,005 |
0,20 |
0,37 |
0,40 |
|
0,04 |
0,006 |
0,25 |
0,57 |
0,50 |
|
0,03 |
0,004 |
0,30 |
1,41 |
0,45 |
|
0,02 |
0,003 |
0,35 |
1,12 |
0,35 |
|
0,02 |
0,005 |
0,40 |
1,55 |
0,55 |
|
0,03 |
0,006 |
0,20 |
0,65 |
0,50 |
|
0,04 |
0,004 |
0,30 |
0,75 |
0,45 |
|
0,06 |
0,005 |
0,40 |
0,60 |
0,40 |
|
0,05 |
0,005 |
0,50 |
0,35 |
0,58 |
|
0,04 |
0,004 |
0,20 |
0,65 |
0,50 |
|
0,06 |
0,005 |
0,40 |
0,50 |
0,50 |
|
0,06 |
0,006 |
0,32 |
0,75 |
0,60 |
|
0,03 |
0,004 |
0,30 |
1,20 |
0,40 |
|
0,02 |
0,003 |
0,32 |
1,05 |
0,38 |
|
0,03 |
0,005 |
0,42 |
0,70 |
0,60 |
|
0,04 |
0,004 |
0,26 |
0,82 |
0,58 |
|
0,04 |
0,004 |
0,30 |
1,10 |
0,40 |
|
0,08 |
0,005 |
0,40 |
0,80 |
0,45 |
|
0,05 |
0,005 |
0,35 |
1,55 |
0,60 |
|
0,06 |
0,006 |
0,20 |
0,80 |
0,60 |
|
0,07 |
0,007 |
0,30 |
0,42 |
0,55 |
|
0,07 |
0,007 |
0,28 |
0,65 |
0,65 |
|
0,04 |
0,004 |
0,35 |
1,50 |
0,42 |
|
0,03 |
0,003 |
0,20 |
0,95 |
0,36 |
|
0,04 |
0,005 |
0,30 |
0,80 |
0,63 |
|
0,05 |
0,008 |
0,20 |
0,72 |
0,60 |
|
0,06 |
0,006 |
0,30 |
0,90 |
0,48 |
|
0,07 |
0,005 |
0,40 |
0,50 |
0,50 |
|
0,08 |
0,008 |
0,30 |
0,40 |
0,55 |
Указания к решению
Система NH3 – H2O подчиняется закону Генри. Используя уравнение равновесия, найти минимальный расход поглотителя и сравнить его с производительностью насоса, определить коэффициент избытка поглотителя (β).
Определить необходимую поверхность массопередачи, а затем с учетом характеристик насадки [2], рассчитать объем, занимаемый насадкой, и ее высоту. Если высота насадочной части превышает 20 метров, определить число последовательно установленных скрубберов. Коэффициент смачиваемости насадки принять равным 0,8.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ,
МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ
ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Химическая технология топлива»