Расчет теплообменного аппарата для подогрева исходного раствора до температуры кипения
Условие: рассчитать теплообменный аппарат (кожухотрубчатый горизонтальный) для нагрева 4 кг/с водного раствора (Хн = 12%) Са(NO3) 2 от 25 до 77,8 оС. Принимаю абсолютное давление греющего пара. Принимаю, что раствор в трубном пространстве течет в турбулентном режиме. Кожухотрубчатые подогреватели предназначены для конденсации паров в межтрубном пространстве, а также для подогревания жидкостей за счет теплоты конденсации пара. В качестве теплоносителя используется насыщенный водяной пар давлением Рг п = 0,104 МПа. Удельная теплота конденсации , температура греющего пара tг.п. = 101,18 оС Тепловой поток, принимаемый исходной смесью и ,соответственно, отдаваемый насыщенным водяным паром:
(35)
Расход насыщенного водяного пара:
(36)
Средняя разность температур теплоносителей: (37)
Ориентировочно определяю максимальную величину площади поверхности теплообмена. По табл.4.8 /3/ минимальное значение коэффициента теплопередачи для случая теплообмена от конденсирующегося водяного пара к воде Кмин = 800 Вт/(м2 К). При этом
(38)
Задаваясь Re=15000 определим соотношение n\z для подогревателя из труб мм.
n\z = 4*G1/π*μ*d* Re, (39)
где n – число труб; z – число ходов потрубному пространству; μ=0,00038 Па·с;
n\z = 4*4/3,14*0,00038*15000*0,016=55
Уточненный расчет поверхности теплопередачи: Наиболее близкое к заданному значению у подогревателя: D=325 мм, dтр = мм, число ходов 2, число труб 90. Тогда n\z = 45 Наиболее близкую поверхность имеет аппарат: L=4 м2 F=22,5 м2 Действительное число Re считается по формуле:
Re=4* G1 * z /π*μ*d* n (40) Re=4*4*2/3,14*0,00038*0,016*90=18624
Коэффициент теплоотдачи к раствору определим пренебрегая поправкой Pr=4, при t = 45º
(41)
Коэффициент теплоотдачи от пара определим по уравнению
(42)
Принимаю проводимость загрязнений со стороны греющего пара , со стороны раствора . Коэффициент теплопроводности стали . Тогда (43)
Коэффициент теплопередачи:
(44)
Расчетная площадь поверхности теплообмена:
(45)
Запас площади поверхности теплообмена: Гидравлическое сопротивление в трубном пространстве рассчитываем по формуле:
p= z*L*λ*ω²*ρ/2*d+(2,5(z-1)+2*z)* ω²*ρ/2+3* ω²*ρ/2 (46) Скорость 12٪ Са(NO3) 2 рассчитывается по формуле:
ω=4*G1*z/π*d²*n*ρ (47) ω =4*4*2/3,14*0,016² *90*1095=0,4 кг/с Коэффициент трения в трубах рассчитывается по формуле:
λ=025*(lg(e/3,7+(6,81/Re)ª))-² (48)
где е=0,0002/0,016 =0,00125 Тогда λ=0,25*(lg(0,00125/3,7+(6,81/18624)ª))-² =0,0289 Скорость раствора в штуцерах рассчитывается по формуле:
ω=4*G1/π*d²*ρ (49) ω=4*4/3,14*0,15²*1095= 0,21 кг/с Гидравлическое сопротивление в трубном пространстве: p= 2*4*0,0289*0,4²*1095/0,016*2+(2,5(2-1)+2*2)* 0,4²*1095/2+3* 0,21²*1095/2 =5681Па Заключение
В результате проведенных расчетов спроектирована однокорпусная выпарная установка для упаривания раствора Са(NO3) 2 производительностью 4 кг/ч. В результате вычислений выяснено, что для осуществления процесса необходим аппарат с поверхностью теплопередачи 315 м2. Также произведен подбор вспомогательного оборудования: 1.барометрический конденсатор
Таблица 1
2.вакуум-насос
Таблица 2
3.двуходовой кожухотрубчатый теплообменник
Таблица 3
Популярное: Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (200)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |