Реферат Курсовая Конспект
Определение поверхности теплопередачи подогревателя - раздел Высокие технологии, Технологическая схема выпарной установки Поверхность Теплопередачи Подогревателя (Теплообменника) F...
|
Поверхность теплопередачи подогревателя (теплообменника) Fп ,м2 определяем по основному уравнению теплопередачи:
, (3.7)
где – тепловая нагрузка подогревателя, Вт определяется из теплового баланса теплообменника: Кп – коэффициент теплопередачи, Вт/(м К), Кп = 120 ÷ 340; – средняя разность температур между паром и раствором, ºС; – количество начального раствора, кг/с, и его теплоёмкость, Дж/(кг∙К); – начальная температура исходного раствора, ºС; – температура раствора на выходе из теплообменника, ºС, равная температуре с которой раствор входит в первый корпус.
t1н = 145,4ºС пар t1н = 145,4ºС
t2н = 20ºС раствор t2к = 132,4ºС
Так как отношение , то величину определим как среднелогарифмическую:
Тогда поверхность теплообменника
Площадь поверхности теплопередачи теплообменника принимается на 10—20 % больше расчетной величины:
На основании найденной поверхности по ГОСТ 15122 – 79 выбираем кожухотрубчатый двухходовой теплообменник с такими параметрами:
площадь поверхности теплопередачи F = 87 м2 , число труб n = 717 длина труб l = 2 м, диаметр труб 20 х 2 мм, диаметр кожуха D = 800 мм .
3.4 Расчёт центробежного насоса
Основными типами насосов, используемых в химической технологии, являются центробежные, осевые и поршневые. Для проектируемой выпарной установки используем центробежный насос. При проектировании обычно возникает задача определения необходимого напора Н и мощности N при заданной подаче (расходе) жидкости Q, перемещаемой насосом. Далее по найденному напору и производительности насоса определяем его марку, а по величине мощности на валу – тип электродвигателя к насосу.
Мощность на валу насоса, кВт,
, (3.8)
где Q – производительность насоса, м3/c; Н – напор, развиваемый насосом, м; – к.п.д. насоса, = 0,4 ÷ 0,9; – к.п.д. передачи (для центробежного насоса = 1).
Напор насоса
, (3.9)
где Р1 – давление жидкости для исходного раствора (атмосферное), Па; Р2 – давление вторичного пара в первом корпусе, Па; НГ – геометрическая высота подъема раствора, м, Н Г = 8 ÷ 15 м; hп – напор, теряемый на преодоление гидравлических сопротивлений (трения и местных сопротивлений) в трубопроводе и теплообменнике, м.
Потери напора
, (3.10)
где и – потери напора соответственно в трубопроводе и в теплообменнике, м. В связи с громоздкостью расчета потери напора в теплообменнике можно не рассчитывать и принимать их в пределах , в зависимости от скорости движения раствора в трубах теплообменника, длины, количества труб и числа ходов теплообменника; w – скорость раствора, м/с, w = 0,5 ÷ I,5 м/с; l и d – длина и диаметр трубопровода, м; l = 10 ÷ 20 м; – коэффициент трения; – сумма коэффициентов местных сопротивлений.
Определим диаметр трубопровода из основного уравнения расхода:
Для определения коэффициента трения рассчитываем величину Rе:
, (3.11)
где плотность, кг/м3 и вязкость, Па∙с исходного раствора; при концентрации x = 6%;
Для гладких труб при Re = 242325
Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений :
Коэффициент местных сопротивлений равны:
вход в трубопровод = 0,5;
выход из трубопровода = 1,0;
колено с углом 90º (для трубы d = 59 мм); = 1.1;
вентиль прямоточный = (для трубы d = 59 мм);
;
Примем потери напора в теплообменнике и аппарата плюс 2 метра, НГ = 6,5 + 2 = 8,5 м.
Тогда, по формулам (3.8) и (3.9)
;
.
По приложению табл. П11 устанавливаем, что данным подаче и напору больше всего соответствует центробежный насос марки Х20/31, для которого в оптимальных условиях работы Q = 5,5 10-3 м3/с, H = 31 м, . Насос обеспечен электродвигателем ВАО – 41 – 2 номинальной мощностью N = 5,5 кВт.
По мощности, потребляемой двигателем насоса, определяем удельный расход энергии:
3.5 Расчёт объёма и размеров емкостей
Большинство емкостей представляют собой вертикальные или горизонтальные цилиндрические аппараты. При проектировании емкостей основными руководящими документами являются нормали и Государственные стандарты, предусматривающие следующий нормальный ряд цилиндрических аппаратов и сосудов до 200 м3.
0,01, 0,016, 0,025. 0,040 0,100, 0,125, 0,160, 0 200, 0,250, 0,320, 0,400, 0,500, 0,630, 0,800, 1,00, 1,25, 1,60, 2,00 2,50, 3,20, 4,00, 5,00, 6,30, 8,00, 10, 12, 16 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200.
По номинальному объему аппарата выбирают его основные конструктивные размеры (диаметр, высоту), которые должны соответствовать ГОСТ 9941 – 72, ГОСТ 9671 – 72. Стандарты предусматривают следующий ряд внешних номинальных диаметров Dн, мм:.
200, 250, 300, 350, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2200, 2400, 2600, 2800, 3000, 3200, 3400, 3600, 3800, 4000.
Для изготовления сосудов малого размера допускается применение стальных труб с наружным диаметром в мм: 159, 2I9, 273, 325, 377, 426, 480, 530, 630, 720, 820, 920, 1120, 1220, 1420.
Длина (высота) емкостей принимается равной (1 ÷1,5) Dн.
Расчет емкостей для разбавленного и упаренного раствора ведем из условий шестичасовой (сменной) работы выпарного аппарата, т.е.ч.
0бъём емкости для разбавленного (исходного) раствора
, (3.12)
где – количество (кг/ч) и плотность (кг/м3) исходного раствора; – коэффициент заполнения емкости, = 0,85 - 0,95. Для удобства работы устанавливаем две емкости объемом по 32 м3. Принимаем диаметр емкости равным D = 3 м. Тогда длина ее l = 4,5 м.
Объем емкости упаренного раствора
, (3.13)
где – количество (кг/ч) и плотность (кг/м3) упаренного раствора.
Устанавливаем три емкости объемом по 6,3 м3 диаметром 2 м и длиной 2,6 м.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ... Технологическая схема выпарной установки... В химической промышленности для концентрирования растворов нелетучих и мало летучих веществ широко применяется процесс...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Определение поверхности теплопередачи подогревателя
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов