Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 2 (1044949), страница 119
Текст из файла (страница 119)
Ь, = 168,0 — 167,2 = 0,8 С, Ь,141,4 — 140,2 = 1,2 С; 11,"= 63,3 —. 55,0 = 8э3 'С, Сумма потерь полезной разности температур составляет: ~~» Д» + Д» + д» з = 0,8 + 1,2 + 8,3 = 10,3 С, 4,3. Физико-химическая температурная депрессия определяется по уравнению: Часть И1.. Основное оборудование для очислии сточных вод Ее величина по корпусам: 168+ 273" Л1=0,0162 ~ 3,05=4,65 'С; 2064 141 4 273~' 2166 (63 3+ 273" Лз =0,0162 * ~ 28,0=21,8 'С, 2355 Сумма физико-химической температурной депрессии по корпусам составляет: ,~, Ь,".= Л",+ Ь" + Ь,"= =4,65+8,1+ 21,8 =34,5 'С, 4.4. Температуры кипения растворов по корпусам: ~„! =~,„„, +Л,'.+Ь, +Л,; ~„1 =166,2+4,65+0,8+1 =172,65 С; =139,2+8,1+1,2+1=149,5 'С; =53,0+21,8+8,3+1 =84,1 'С 4.5. Полезные разности температур по корпусам: Ж0! =8„! -8„>,. Ью„! =183,2 — 172,65 =10,55 'С; Ь|„2 =166,2-149,5 =16,7 'С; Лг„! =139,2-84,1 =55,1 'С.
4.6. Суммарная полезная разность температур: ~~'. =Ж, + ~'. + Жз= = 10,55 + 16,7 +55,1 = 82,35 'С. 5. Определение тепловых нагрузок по корпусам. Из уравнения теплового баланса тепловые потоки по корпусам равны: Д, = 0ЯȄ— О,С) = 1,03[(С ~ + (Ь, — С„,Ф„)) И"1; Д1 = .01(2789 — 4,18 183,2) = = 1,03[(8,33 — И~)(3,85 - 172,65— — 3,9 168,2 — 0,01 10,5 . 6) + + (2770 — 4,18 168,2) Ь;[, Д = )Я2Ж+ 0034 Дз = И',(2770 — 4,18 166,2) = = 1,03[(8,33 — И22 — И',)(3,77 149,5— — 3,85. 175,65 — 0,01 16,3 3) + + (2741 — 4,18 172,65) И~2[, К' =,! 09)à — 044; !2, = 0';12741 — 4,10 139,2) = 1 03[(8 33 И~2 Из)(3 38 84 — 3,77 149,5 — 0,01 55 40) + + (2599 — 4,18 149,5) И'23, ))', =Я 14~5~ + 1 22 !4! — — ~ 1) 652, Составим систему уравнений, полученную из уравнения материального баланса И/= И~ + И; + И', и подчеркнутых уравнений, представленных выше: Ю = 1,05И~,+ 0,034; И~1 = 1,09 И', — 0,44; И, = 0,14И' + 1,22И, — 1,165; И', + Ь'2 + И', = 6,66.
В результате решения этой системы получим: Ь', = 1,986 кг/с = 7149,6 кг/ч; И'2 = 2,164 кг/с = 7790 кг/ч; И', = 2,51 кг/с = 9036 кг/ч; Ю = 2,12 кг/с = 7632 кг/ч; Д, = 4289 кВт; 02 = 4121,5 кВт; Оз = 4672,4 кВт. Результаты расчетов сведем в таблицу 2.33. 609 Глава 2. Оборудование для физико-химических методов очистки Таблица 2.33 Результаты расчетов тепловых нагрузок Ко с м пlп Наименование параметров 1.986 2,164 2,51 15,17 72,4 10" 166,2 10,3 149,5 16,7 40,0 37,01 1О 139,2 31,1 84,1 55,1 10,5 107,9 10 183,2 6,45 172,65 10,55 Ь Ь„Ь„0,002 О, 0005 Л Л„Л„25,1 2,42 =2,36 1О м' К/Вт, г; р'„Л' =2 !)44 ж И ~~М = 12 496 Вт/и' К 610 Производительность по упарнвасмой воде И', кг7с Концентрации растворовХ„% Давление греющих паров Р„Па температура греющих паров г„, 'С Потери полезной разности температур «~ Д ««С Полезнаа азиость темпе а пг„.
"С 6, Расчет коэффициента тепло- передачи. 6.1. Расчет коэффициента тепло- передачи в первом корпусе проводится по уравнению: 1 1/а, +,'~ ЬЯ+1/а, Для выбранного материала греющих трубок Л„= 25,1 Вт/м К при Ь„= 0,002 и; толщина накипи Ь„= = 0,0005 м, Л„= 2,42 Вт/м К. Тогда Коэффициент теплоотдачи а, от конденсирующегося пара к стенке определяем по зависимости методом 'последовательных приближений, задаваясь разностью температур конденсации пара и стенки Ы, ('С).
Примем Ы, = 1 С, тогда Для установившегося теплообменного процесса тепловой поток постоянный и равен: 1 д=аЖ = — Ж =а Ьг; з з Ж„=а Ж,~" ЬЯ= =12 496-1-2,86 Ю ' =3,575 'С. Результаты расчетов по корпусам сведем в таблицу 2.34. Разность между температурами стенки и температурой кипения раствора Лг, равна: 4.'1Г = ЛГ„, — ЛГ, — Ы = 10,55 — 1 — 3,575 = 6 С. Коэффициент теплоотдачи от стенки греющей трубки к раствору а, равен: Льз 05 ом «-:4 Л! а2 780 О9 06 О44 Оз 03 г? г'Р„' С'1г' 0,584га 1048" О, 061 "(2064.10') "0,579 "" 3,32' 3846'~(0,13 Ю ')~' =4399 Вт/м' К Часть РП. Основное оборудование для очистки сточных вод Таблица 2.34 Результаты расчетов по корпусам Обо- зна- Единицы измере- ния Ко и с Я п/п Параметры ченис 0,974 0,553 0,584 Х Вт/м К кг/мз Вт/кг К Па с Н/и кДж/кг кг/м кг/м Р Рь д = 6687,8 2,55 = 17 054 Вт/мз %~4т Строим графическую зависимость удельной тепловой нагрузки от принятой разности температур дг, (рис.
2.71). Из рис. 2.71 видно, что д, = д, при ш, = 1,8 С. Тогда: а, =12486а — =10779,б Вт/м'.К; 1,8 Проверяем правильность первого приближения: д, = а,ш, = 12 486 1 = 12 486 Вт/'м'; д, = азшз = 4899 - б = 29 394 Вт/м', т.к. д, д„задаемся Ы, = 2 С; а =12 486 "~ — = 10 499 Вт/м К; 1! 2 Ы = 10779,6 1,8-2,86-10'=5,55 С; Л/ = 10,55 — 5,55 — 1,3 = 3,2 'С; 30 Рис.2.71.
Зависимость тепловой на- грузки в корпусе от разности тем- ператур греющего пара и тепло- передающей стенки /д а5 /5 20 Ыи 'С 18 365 611 Тсплопроводность рас- твора Плотность раствора Теплосмкость раствора Вязкость раствора Поверхностное натяжение Теплота парообразования Плотность пара Плотность пара при дав- лении 1 ат М, = 10,55 — б — 2 = 2,55 'С; Ы = 10 499 - 2 2,36 10 ' = 6 'С; а = 17,06. (10 499 . 2)аь = = 6687,8 Вт/мз К; г/, = 10499-2 = 20 998 Вт/м'; 1048 3846 0,13 10 з 0,061 2064 3,82 0,579 1065 3718 0,34 10 з 0,07 2166 2,01 0,579 1480 3203 0,89 10 ~ 0,11 2355 0,105 0,579 Глава Х Оборудование для 4изико-химических методов очистки а, = 17,06 (1О 779,6 1,8)' = = 637З Вт/мз К; з7, = 19 403,28 Вт/мз; аз = 6378 3,2 = 20 410 Вт/м'.
Расхождение между д, и д, не превышает 5 %. 3 +286 1О +— 10 779,6 6378 =1867,7 Вт/м' - К. 6.2. Расчет коэффициента тепло- отдачи во втором корпусе. Принимаем И, = 4 С. а, =2,04 = 7738 Вт/м К; Ы 4 7738.286, 10-4 8 85 С Лгз = !6,7 — 8,85 — 4 = З,З5 'С; 0,574" -1065о' О 07ол (2166.10з)оо 0 579о"'о 2 01о,оо -з оз (7738 4) 3718оз (О 34-10-з)кз =б135,2 Вам' К; д, = 4 - 7738 = 30 952 Вт/м' К; д, = 3,85 6135,2 = 23 б20 Вт/м' К, чз чз. Принимаем Ыз = 3 'С.
а =77384~ — =8315 Вт/м К; 13 М = 8315 3 2,86 10 '= 7,13 'С; Мз = 16,7 — 3 — 7,13 = 6,56 'С; аз = 12,39- (3 . 8315)" = 5389 Вт/м'- К д, =8315 3 = 24945 Вт/м', б!2 за = 5389 - 6,56 = 35 351,6 Вт/м', за зо %. Графически (рис. 2.71) определяем значение ш,, при котором д, = д„' Ы, = 3,6 'С.
а, =7738 — =7944,5 Вт/и' К; З,б ы = 7944,5 3,6 - 2,86 10 = 8,2 С; Мз = 16,7 — 3,6 — 8,2 = 4,9 С; а, = 12,39 (3,6 7944,5)" = = 5846,5 Вт/м' К; д, = 3,6- 7944,5 = 28 600 Вт/м', дз = 4,9 5846,5 = 28 647,6 Вт/м', Тогда ~з ! 1 — +2,86.10 +— 7944,5 5846,5 =1715 Вам'.К 6.3.
Расчет коэффициента тепло- передачи в третьем корпусе. Принимаем И, = 17 С. а, =2,04 =6681,6 Вт/м' -К; лг = 6681,6 17 2,86 - 10 4 = 32,5 'С; Л1, = 55,1 — 17 — 32,5 = 5,6 'С; 0,553" .1480" 0,11" (2355 10')о' 0,105'~(6681 6.17)оо 0,579~'~ -3203" (0,89-10 ')" = 5,76(бб81,6 .17)"= б217,5 Втlм' . К; д, = 6681,5 17 = 113 587 Вт/м' зуз = 6217,5 5,6 = 34 818 Вт/м', Чз зо Чз. Часть И1. Основное оборудование для очистки сточных вод 1 з — +2 86-10 +— 7215 5414 =1641 Вт/м1 . К.
Таблица 2.35 Я/К, Я $ ~ч2 2 1~3 3 4239 1367,7 4289 4121,5 4672,4 1867,7 1715 1641 613 Принимаем и, = 15 С. и, =6681,6~4 — =6894 Втlм .К; Г7 ~15 лг = 6394. 15 2,86 10 4 = 29,5 С; и2 =- 55,1 — 13 — 29,5 = 10,5 *С; а = 5,76. (6894 15)оа = 5877 Вт/м' К; д, = 103 409 Вт/м', д, = 61 708 Вт/м~, % ~%- Графически определяем значе- ние Ы„при котором д, = д,.
Из гра- фика М, = 12,5 'С. 17 а, =6681,64 — =7215 Вам' К; 12,5 Ы = 7215 12,5. 2,36 - 10 4 = 25,8 'С; Л~ = 55,1 — 12,5 — 25,7 = 16,8 С; а, = 5,76 (7215 12,5)оь = = 5414 Вт/м'- К; ц, = 7215 12,5 = 90 187,5 Вт/м'; д, = 5610,5 16,8 = 90 955,2 Вт/м', %=И 7.
Распределение полезной разности температур по корпусам: =82,35 2,296 2,296+ 2,4+ 2,847 =82,35 — '=25,05 'С; 2,296 7,546 Л8, = — '82,35=26,2 'С; 2,4 7,546 Ю, = ' 82,35=31 "С. 7,546 8. Проверка суммарной полезной разности температур установки: ХЛ1 Лг +Ь| 2 +Ь! =25,05+26,2+31 =82,25 'С. 9. Определение поверхности теплообменных выпарных аппаратов: Я 4239-10' н,Ж„, 1867,7-25,05 4121 ° 10' =91,7 м', 1715 ° 26,2 4672 4 Ю 91 35 т 1641-31 Сравнение полезных разностей температур, полученных при равномерном распределении давления по корпусам в первом приближений и рассчитанных из условия равенства теплообменных площадей, проведем в табл. 2.35. Сравнение полезных разностей температур Глава 2. Оборудование для физико-химических методов очистки В связи с тем, что полученные величины полезной разности температур при равномерном распределении давления по корпусам существенно отличаются от расчетных значений, расчет следует проводить по второму приближению.
При этом в основу распределения полезной разности температур закладывают расчетные значения первого приближения. Таким образом, может проводиться несколько приближений (на практике обычно не более трех), пока отличие расчетных значений полезной разности температур предыдущего приближения не будет отличаться от расчетных величин последующего приближения менее чем на 5 — 10 %. 2.5.2. Роторно-иленочные аииараты Роторно-пленочные аппараты предназначены для процессов дистилляции и выпаривания сточных вод при незначительных расходах.
При выборе аппарата следует ориентироваться на следующие поверхностные нагрузки по исходному расходу сточных вод: при дистилляции органических жидкостей— 0,055 — 0,11 кг/(м' с), при выпаривании водных растворов — 0,028— 0,056 кг/(м' - с). Аппараты конструктивно выполняются одно- и многоступенчатыми. Степень концентрации (отношение массы концентрата к массе исходного раствора) в одноступенчатых аппаратах до 1: 5, а в многоступенчатых — до 1: 20. Одноступенчатый роторный аппарат (рис. 2.72) или многоступенчатый (рис. 2.73) состоит из корпуса 1, ротора 2, сепаратора 3; верхнего 4 и нижнего 8 торцовых уп- 614 лотнений, привода 5, опоры б и днища 7. Корпус аппарата — цилиндрический, с секционной рубашкой для обогрева; обеспечивает при необходимости различный температурный режим по высоте аппарата.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
