- •Введение
- •Описаниетехнологическойсхемывыпарнойустановки
- •Индексы:
- •Исходныеданные:
- •Физико-химические свойства раствора, водяного пара и егоконденсата
- •Конструкционныйматериалаппаратов
- •Поверхностьтеплообменагреющихаппаратов
- •Расчётколичествавыпариваемогорастворителя
- •Температуракипенияраствораитемпературныедепрессии
- •Стандартныетемпературныедепрессии
- •Определение температуры кипения раствора итемпературнойдепрессииво iIкорпусепоправилуБабо
- •Суммарнаяполезнаяразностьтемператур
- •Температуры кипения растворов и температурывторичныхпароввкорпусахвыпарнойустановки
- •ТепловыебалансыВу
- •Поверхностьтеплообмена
- •Предварительныерасчёты
- •Уравнениетеплопередачииегорешение
- •Расчетповерхноститеплообмена
- •УточнениеW1и w2
- •1 1 �𝑄𝑄ок−𝑄𝑄пред�
- •2 2 �𝑄𝑄ок−𝑄𝑄пред�
- •Расходгреющегопара
- •Выборстандартноговыпарногоаппарата
- •Тепловаяизоляцияаппарата
- •Диаметры штуцеров и трубопроводов для материальныхпотоков
- •Механическийрасчётвыпарногоаппарата
- •Высотаидиаметрсепаратора
- •Расчёт толщины цилиндрической обечайки корпусааппарата
- •Расчёттолщиныэллиптическойкрышкиаппарата
- •Расчёттолщиныстенкиконическогоднищааппарата
- •Расчётповерхноститеплообмена
- •Блоксозданияиподдержаниявакуума
- •Выбортипаконденсатора
- •Режимныепараметрыработыконденсаторасмешения
- •Конструктивныеразмерыконденсатора
- •Расчёт и подбор вспомогательного оборудования выпарнойустановки
- •Вакуум-насос
- •Перекачивающиенасосы
- •Конденсатоотводчики
- •Ёмкости
- •Ёмкостьдляисходногораствора
- •Ёмкостьдляупаренногораствора
- •Списоклитературы
Поверхностьтеплообмена
Предварительныерасчёты
Поверхность теплообмена выпарного аппарата определяем из уравнениятеплопередачи,преобразуяего[6,стр. 528,формула.7.1]:
𝑄𝑄
𝐹=
𝐾∆
Длярасчетанеобходимозадатьсяусловием,чтоF1=F2.ПримемКор=1200[Вт/(м2*К)].
Получаем:
𝐹ор
= 𝑄𝑄1
𝐾ор∗∆1
2934000
=
1200∗41,06
=59,5[м2]
У нас вертикальный выпарной аппарат с естественной циркуляцией и выноснойгреющейкамерой,покаталогу[7,стр.19]подбираемпараметрытруб.БлижайшееF=63 [м2];H=5 [м]; d=38*2[мм].
Уравнениетеплопередачииегорешение
СначаланайдёмзначениякоэффициентовAиB.
4
𝐴=0,943�
𝜆3∗𝜌2∗𝑟∗𝑔
𝜇∗𝐻
Заполняемтаблицу3поданнымиз[1,стр.15,табл.1]и[1,стр.16,табл.2]находимнужныенам значения.
Таблица3.Параметрыконденсата
Параметр,ед.изм. |
Температура |
|
𝑇1=144,8°𝐶 |
𝑇2=100,7°𝐶 |
|
Теплопроводность конденсата,𝜆[Вт/(м∗К)] |
0,661 |
0,684 |
Плотностьконденсата,ρ [кг/м3] |
922 |
958 |
Вязкостьконденсата,μ [Па∗с] |
194,4∗10−6 |
280,2∗10−6 |
Теплотапарообразования,r [кДж/кг] |
2130 |
2254 |
4
𝐴1=0,943�
0,6613∗9222∗2130∗103∗9,80665
194,4∗10−6∗5
=8036
4
𝐴2=0,943�
0,6843∗9582∗2254∗103∗9,80665
280,2∗10−6∗5
=7779
Расчётвеличин𝑩𝑩𝟎𝟎𝟎𝟎и𝑩𝑩𝟎𝟎𝟎𝟎
Этивеличинырассчитываютсяпоформулам:
1
𝐵01=𝐵0𝐵1∗𝜑3,33
2
𝐵02=𝐵0𝐵2∗𝜑3,33
1
𝐵0𝐵1=46∗𝑃0,57
2
𝐵0𝐵2=46∗𝑃0,57𝐵0𝐵1=46∗1,100,57=48,5
𝐵0𝐵2=46∗0,160,57=16,2
МолярнаямассараствораМрассчитываетсяпоследующейформуле:
1 𝛼
=
М Мтв
1− 𝛼
+
Мв
где Мтви Мв– молярные массы вещества и воды.Для1корпуса(приконцентрацииа1=0,173кг/кг):
1 0,173
=
М 101,1032
1−0,173
+
18,01534
М=21,00[кг/кмоль]
Для2корпуса(приконцентрацииа2=0,52кг/кг):
1 0,52
= +
М 101,1032
1− 0,52
18,01534
М2=31,46[кг/кмоль]
Кинематические вязкость воды при температуре её кипения под атмосфернымдавлениемравна0,294∗10−6м2.
с
Кинематическиевязкостирастворовν1иν2находимприихтемпературахкипенияпод атмосферным давлением в зависимости от концентрации по табличнымданным.
Таблица4.Расчётотносительныхкоэффициентовтеплоотдачи.
-
Расчётотносительныхкоэффициентовтеплоотдачи
1корп
2корп
размерн.
M
21,00
31,46
кг/кмоль
νв(100°С)
0,294E-06
0,294E-06
м2/с
νtкип(103,7°С)/(59,6°С)
0,310E-06
0,392E-06
м2/с
P
1,00
1,00
бар
Ps
1,08
1,22
бар
φ
0,827
0,505
В1корпусеприконцентрацииа1=17,30%температуракипенияприатмосферномдавленииравна101,4℃.СоответствующееэтойтемпературедавлениенасыщенноговодяногопараPs=1,08бар,иконстантаБабов1корпусеравна:
Откуда:
𝑃
� �
𝑃𝑠1
1
=
1,08
=0,924
М 𝜈𝜈
0,23
Р0,3
18,01534
0,294∗10−6
0,23
𝜑=
в�в�
∗� � = ∗ �
� ∗0,9740,3=0,827
1 М1
𝜈𝜈1
𝑃𝑠1
21,00
0,310∗10−6
Во2корпусеприконцентрацииа2=52,00%температуракипенияприатмосферномдавленииравна105,4℃.СоответствующееэтойтемпературедавлениенасыщенноговодяногопараPs=1,22бар,иконстантаБабово2корпусеравна:
𝑃 1
� � =
=0,822
Откуда:
𝑃𝑠2 1,22
М 𝜈𝜈
0,23
Р0,3
18,01534
0,294∗10−6
0,23
𝜑2
= в�М2
в�
𝜈𝜈2
∗� � =
𝑃𝑠2
31,46
∗�0,392∗10−6�
∗0,8220,3=0,505