- •Проектирование выпарных установок
- •Проектирование выпарных установок
- •Теоретические основы выпарных установок
- •Задание на проектирование
- •Расчет тепловой установки
- •Параметры пара в характерных точках
- •Сводная таблица результатов расчета
- •Третье приближение. Определяем Dt1''' первого корпуса интерполяций, используя данные двух предыдущих приближений, °с:
- •10.4. Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке трубы для второго корпуса определяется так же, как и для 1 корпуса:
- •11. Распределение полезной разности температур между корпусами выпарной установки:
- •Исходные данные
- •Исходные данные
- •Исходные данные
- •Теплофизические свойства воды и водяного пара на линии насыщения
- •Плотность, теплопроводность, динамическая и кинетическая вязкость воды на линии насыщения
- •Теплофизические свойства растворов
- •Температурные депрессии водных растворов при атмосферном давлении
- •Основные размеры выпарного аппарата с естественной циркуляцией (рис.П1)
- •Основные размеры барометрических конденсаторов (рис.П2)
- •Техническая характеристика вакуум-насосов типа ввн
- •Основные размеры кожухотрубчатых теплообменников (рис.П3)
- •Литература
- •Проектирование выпарных установок
- •443100, Г. Самара, Молодогвардейская, 244. Главный корпус
- •443100, Г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Корпус № 8
Третье приближение. Определяем Dt1''' первого корпуса интерполяций, используя данные двух предыдущих приближений, °с:
.
Находим:
, Вт/м2 К;
, Вт/м2.
, Вт/м2К;
10.3.Коэффициент теплопередачи первого корпуса, Вт/м2К:
.
10.4. Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке трубы для второго корпуса определяется так же, как и для 1 корпуса:
.
Принимаем Dt1 = 4 (первое приближение).
Тогда , Вт/м2;
, Вт/м2;
, °С;
, Вт/м2К;
, Дж/кг К;
, °С;
0С > , °С.
Принимаем: Dt1 = 3 0С (второе приближение);
Вт/м2 К;
Вт/м2 К;
, °С;
, Вт/м2 К;
, °С;
0С > , °С.
Третье приближение. Определим Dt’’’1 второго корпуса интерполяцией, используя данные двух предыдущих приближении, °С:
.
Тогда , Вт/м2 К;
, Вт/м2;
, Вт/ м2 К;
, Вт/м2К.
11. Распределение полезной разности температур между корпусами выпарной установки:
; .
Так как по условию F1= F2, то
; (1)
. (2)
Если подставить (1) в (2), то получим
.
Тогда
, °С; , °С.
Поверхность теплообмена каждого корпуса установки, м2:
.
Тогда
м2;
м2.
Выбираем выпарной аппарат со следующими характеристиками (табл. П4):
Поверхность, м2 – 160
Диаметр греющей камеры, мм – 1200
Высота труб, мм – 4000
Диаметр труб, мм – 38х2
Диаметр аппарата, мм – 2400
Диаметр циркуляционной трубы, мм – 700
Высота аппарата, мм – 13500
Масса, кг – 12000
12. Расчет барометрического конденсатора
Для создания вакуума в выпарных установках применяют конденсаторы смешения с барометрической трубой (рис. П5).
Необходимо рассчитать расход охлаждающей воды и основные размеры конденсатора: диаметр корпуса конденсатора, диаметр и высоту барометрической трубы.
12.1. Определим расход охлаждающей воды (из теплового баланса конденсатора):
, кг/ч;
кг/ч; кДж/кг.
Здесь tк – температура смеси охлаждающей воды и конденсата на выходе из конденсатора, °С;
tк принимается на 3°С меньше температуры конденсатора, °С:
,
где tн – температура охлаждающей воды на входе в конденсатор, °С;
tн = 20 (принимаем). Тогда
, кг/ч.
12.2. Диаметр корпуса барометрического конденсатора (из уравнения расхода), м:
,
где Vп – скорость пара м/с; V = 15 ё 25, м/с;
rбк – плотность пара при давлении в конденсаторе;
кг/м3.
Тогда
м.
По табл.П5 выбираем конденсатор по диаметру его корпуса. Ближайший больший конденсатор имеет диаметр, dб.к = 1000 мм.
12.3. Диаметр барометрической трубы, м:
,
где rбк – плотность воды при температуре барометрического конденсатора, кг/м3;
rбк = 979;
Vв – рекомендуемая скорость воды, м/с, Vв =1,0-3,0.
Принимаем Vв =1,0. Тогда
, м.
Принимаем dб..тр.=0,2м(dу200).
Тогда фактическая скорость движения воды в барометрической трубе составляет, м/с:
;
.
12.4. Высоту барометрической трубы определяют по уравнению, м:
,
где В – вакуум в барометрическом конденсаторе, Па;
В = 98100 – Рб.к. = 98100 – 30000 = 68100, Па,
где 98100 – барометрическое давление, Па;
еx – сумма коэффициентов местного сопротивления:
еx = xвх. + xвых. = 0,5 + 1,0 = 1,5.
Коэффициент трения б.тр зависит от режима течения жидкости.
Определим режим течения воды в барометрической трубе:
,
где – кинематическая вязкость воды при tк;
При таком Re:
.
Тогда
, м.
13. Расчет производительности вакуум-насоса
Производительность вакуум-насоса Gвозд. определяется расходом воздуха, который необходимо удалять из барометрического конденсатора, кг/с:
Здесь 0,01 – коэффициент, учитывающий присос воздуха из-за
не плотности установки;
2,5х 10-5 – коэффициент растворения воздуха в воде, кг/кг.
Объемная производительность вакуум-насоса, м3/с:
,
где rво – плотность воздуха при нормальных условиях, кг/м3, rво=1,293;
Рбк – давление в барометрическом конденсаторе, МПа, Рбк=0,03;
м3/с = 5,82 м3/мин.
Подбираем вакуум-насос по табл. П6:
ВВН6, мощность на валу – 12,5 кВт.
14. Расчет теплообменников
Расчет первого (по ходу раствора) теплообменника