3.9. Теплові розрахунки

Виносний холодильник, позиція. 10.

Розчинення аміаку у воді супроводжується виділенням тепла. Диференційована теплота розчину аміаку у воді складає Φ=34500 кДж/кмоль NH₃ [2]. Кількість тепла, яке виділиться при абсорбції

.

Середня різниця температур.

Більша різниця температур

Δt_б= 20-8=12ºС.

Менша різниця температур

Δt _м= 20-14=6ºС.

.

Приймають коефіцієнт теплопередачі К=1500 Вт/(м²·К). Поверхня теплообміну

Вибирають [8] виносний кожухотрубчастий теплообмінник з такими характеристиками:

- діаметр кожуха 600 мм;

- труба 20х2 мм;

- кількість труб в теплообміннику 370 шт.;

- довжина труб 2 м;

- поверхня теплообміну 47 м².

Витрата охолоджувальної води

де

с_в – середня питома теплоємкість води, Дж/(кг·К).

Організовують циркуляційне зняття тепла абсорбції. З глухого переливного кармана п’ятої тарілки, розраховуючи тарілки знизу уверх, відбирають аміачну воду і подають у виносний холодильник. Охолоджувальна аміачна вода до 20 ºС повертається насосом в приймальний карман четвертої тарілки. Таким чином, забезпечують безперервне відведення тепла абсорбції.

Газовий холодильник, позиція 2.

Витрата тепла, яка приходить з газом

,

де

с_г – середня питома теплоємкість повітря, Дж/(кг·К);

t_п, t_к – початкова і кінцева температура повітря, ºС.

Середня різниця температур.

Більша різниця температур

Δt_б= 30-14=16ºС.

Менша різниця температур

Δt_м= 20-8=12ºС.

.

Приймають коефіцієнт теплопередачі К=25 Вт/(м²·К).

Поверхня теплообміну

Вибирають [8] кожухотрубчастий теплообмінник з такими характеристиками:

- діаметр кожуха 800 мм;

- труба 25х2 мм;

- кількість труб в теплообміннику 465 шт.;

- довжина труб 3 м;

- поверхня теплообміну 109 м².

Витрата охолоджувальної води

Холодильник вихідного розчину, позиція 6.

Витрата тепла, яка приходить з розчином

де

с_в – середня питома теплоємкість розчину (приймають рівній середній теплоємкості води), Дж/(кг·К);

t_п, t_к – початкова і кінцева температури розчину, ºС.

Середня різниця температур.

Більша різниця температур

Δt_б= 29-14=15ºС.

Менша різниця температур

Δt_м= 20-8=12ºС.

.

Приймають коефіцієнт теплопередачі К=1500 Вт/(м²·К). Поверхня теплообміну

Вибирають [8] кожухотрубчастий теплообмінник з такими характеристиками:

- діаметр кожуха 273 мм;

- труба 25х2 мм;

- кількість труб в теплообміннику 37 шт.;

- довжина труб 1,5 м;

- поверхня теплообміну 4,5 м².

Витрата охолоджувальної води

.

3.10. Визначення діаметра штуцерів

Діаметр штуцерів розраховують по рівнянню (2.81), а потім вибирають стандартну трубу для його виготовлення.

Штуцер входу газу в колону

,

де

w=10 м/с – швидкість газу на вході в колону.

Вибирають [8] трубу Ø600х15 мм.

Штуцер виходу газу з колони

,

де

w=10 м/с – швидкість газу на виході з колони.

Вибирають [8] трубу Ø 600х15 мм.

Штуцер входу рідини в колону

,

де

w=0,5 м/с швидкість рідини на вході в колону;

– об’ємна витрата рідини на вході в колону, яку розраховують по формулі

де

густина 0,947% (мас.) аміачної води при температурі 20ºС, вибирають із таблиці 7 Додатку 2.

Вибирають [8] трубу Ø 133х7 мм.

Штуцер виходу рідини з колони

,

де

w = 0,3 м/с швидкість рідини на виході з колони;

– об’ємна витрата рідини на виході з колони, яку розраховують по формулі

де

густина 11,72% (мас.) аміачної води при температурі 20ºС, вибирають із таблиці 7 Додатку 2.

Вибирають [8] трубу Ø133х7 мм.

Штуцери виходу з колони і входу в колону аміачної води для організації безперервного відведення тепла абсорбції

,

де

w = 0,5 м/с швидкість рідини.

Вибирають [8] трубу Ø89х4 мм.