4. Поверхность теплопередачи

Поверхность теплопередачи F, м² определяем из уравнения:

F=Q/K∙ Δt_пол=5297651,4 /1666,67∙27,125= 117,2 м²

Данное значение F меньше ориентировачно определенной ранее поверхности F_ор на 11,5%. Поэтому в последующих приближениях нет необходимости вносить коррективы на изменение конструктивных размеров аппаратов (высоты, диаметра и числа труб).

В графической части данного курсового проекта для выпарного аппарата с принудительной циркуляцией, вынесенной циркуляционной трубой будем пользоваться стандартной поверхностью теплообмена равной 160 м² .

4 Расчет и подбор вспомогательного оборудования

4.1 Расчет подогревателя раствора

4.1.1 Определение тепловой нагрузки

Целью теплового расчета является определение необходимой поверхности теплопередачи, которая определяется из основного уравнения теплопередачи:

F_ор=Q/(К_max∙∆t_ср), (4.1.1)

где ∆t_ср – средняя разность температур потоков теплоносителей, град; Q - расход теплоты, Вт; К – максимальный коэффициент теплопередачи [5].

Исходя из значений расхода и температур исходного раствора, определяем тепловую нагрузку:

Q = G_n ∙с_n ∙(t_2к –t _2н), (4.1.2)

где t_2к , t _2н – конечная и начальная температуры раствора, ºС; c_n − теплоемкость раствора Дж/кг∙К; c_n =3604 Дж/кг∙К [4].

.

На основании теплового баланса определяем расход второго теплоносителя. Греющим теплоносителем является насыщенный водяной пар.

Определим расход грющего пара G₁:

G₁=1,05·Q/r₁ (4.1.3)

где r₁ - теплота парообразования греющего пара при t_гп, [4]; 1,05 – учет потери теплоты. r₁=2319,23 Дж/кг.

G₁= 1,05·412386,98/2319230=0,19 кг/с.

4.1.2 Определение средней разности температур теплоносителей

Раствор подогреваем от начальной температуры t_2н =20 ºС( по заданию) до температуры кипения в выпарном аппарате t_2к = 49,51 ºС.

Температуру греющего пара в теплообменнике принимаем равной t_г.п.=77,51. Движущей силой при теплообмене является разность температур. Чаще всего температура теплоносителя изменяется по длине теплообменника, поэтому рассчитываем среднюю разность температур, которая зависит от схемы движения

теплоносителей:

t_1н =77,51→ t_1к =77,51

t_2к = 49,51← t_2н =20

По схеме рассчитываем разность температур на концах теплообменника

∆t = t_1н – t_2к; ∆t = t_1к – t_{2н .} (4.1.4-5)

И определяем отношение большей разности температур ∆t_б к меньшей ∆t_м.:

∆t_м.= 77,51-49,51 =28 ºC ; ∆t_б = 77,51-20= 57,51 ºC.

Расчет средней разности температур осуществляем по среднелогарифмической зависимости[5]:

(4.1.6)

C