Образец расчётно-пояснительной записки (1093613), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Суммарная полезная разность температур

2. Поверхность теплообмена выпарного аппарата

3. Число греющих трубок

Таблица 7

По результатам компьютерной проверки выбираем стандартный выпарной аппарат типоразмер 122 – 2856 – 04 с поверхностью теплообмена 250 м²

2.8 РАСЧЕТ БАРОМЕТРИЧЕСКОГО КОНДЕНСАТОРА

Для создания вакуума в выпарных установках применяют конденсаторы смешения с барометрической трубой. В качестве охлаждающего агента используют воду, которая подается в конденсатор при температуре окружающей среды (12°С). Смесь охлаждающей воды и конденсата выливается из конденсатора по баро­метрической трубе. Для поддержания постоянства вакуума в системе из конденсатора с помощью вакуум-насоса откачивают неконденсирующиеся газы.

Необходимо рассчитать расход охлаждающей воды, основные размеры (диаметр и высоту) барометрического конденсатора и барометрической трубы, производитель­ность вакуум-насоса.

2.8.1 Расход охлаждающей воды

Расход охлаждающей воды G_в определяют из теплового баланса конденсатора:

где I_б.к.—энтальпия паров в барометрическом конденсаторе, Дж/кг; t_н— начальная температура охлаждающей воды, °С; t_к — конечная температура смеси воды и конден­сата, °С.

Разность температур между паром и жидкостью на выходе из конденсатора должна быть 3—5 град. Поэтому конечную температуру воды t_к на выходе из конденсатора примем на 3 град ниже температуры конденсации паров:

I_б.к.=2608,3 Дж/кг W₃ = 8979.8 кг/ч = 2,49 кг/ч

t_к=t_б.к.-3,0=53,6-3,0=50,6 °С.

2.8.2 Диаметр конденсатора

Диаметр барометрического конденсатора d_бк определяют из уравнения расхода:

где —плотность паров, кг/м³; V—скорость паров, м/с (При остаточном давлении в конденсаторе порядка 10⁴ Па скорость паров V=15-25 м/с, принимаем V=20м/с).

По нормалям НИИХИММАШа подбираем конденсатор диаметром, равным

расчетному или ближайшему большему. Выбираем барометрический конденсатор диаметром d_б.к.=1600 мм.

2.8.3. Высота барометрической трубы

В соответствии с нормалями , внутренний диаметр барометрической трубы d_б.к. равен 250 мм.

Скорость воды в барометрической трубе

Высота барометрической трубы

где В—вакуум в барометрическом конденсаторе, Па;—сумма коэффициентов местных сопротивлений; — коэффициент трения в барометрической трубе; 0,5 — запас высоты на возможное изменение барометрического давления

- сумма коэффициентов местных сопротивлений

= _вых+_вх=0,5+1,0=1,5

где _вых, _вх — коэффициенты местных сопротивлений на входе в трубу и на выходе из нее.

Коэффициент трения  зависит от режима течения жидкости. Определим режим течения воды в барометрической трубе:

Для гладких труб при Rе=320833,3 коэффициент трения =0,017 Подставив значения, получим:

Отсюда находим H_б.т.=8,575 м. 8,6 м

2.9 РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ВАКУУМ-НАСОСА

Производительность вакуум-насоса G_возд определяется количеством газа (воздуха), который необходимо удалять из барометрического конденсатора:

где 2,5.10-⁵ — количество газа, выделяющегося из 1 кг воды; 0,01 — количество газа, подсасываемого в конденсатор через неплотности, на 1 кг паров. Тогда

Объемная производительность вакуум-насоса равна:

V_возд =R(273+t_возд )G_возд /(М_возд Р_возд )

где R—универсальная газовая постоянная, Дж/(кмоль.К); M_возд—молекулярная масса воздуха, кг/кмоль; t_возд — температура воздуха, °С; Р_возд — парциальное давле­ние сухого воздуха в барометрическом конденсаторе, Па.

Температуру воздуха рассчитывают по уравнению

t_возд=t_н+4+0.1(t_к-t_н)=20+4+0.1(56,7-12)=28,5C

Давление воздуха равно Р_возд=Р_б.к.-Р_п

где Р_п — давление сухого насыщенного пара (Па) при t_возд=12 °С. Подставив, получим:

Тогда

Зная объемную производительность V_возд и остаточное давление Р_б.к., по ката­логу, подбираем вакуум-насос типа ВВН-12 мощностью на валу N=20 кВт

2.10 Расчет центробежного насоса.

1. Массовый расход

М = 30000/3600 = 8,34 кг/с

1. Объемный расход

V =M/ = 8.34/1094 =0.00762 м³

1. Скорость раствора

 = V/f =0.00762/(0.7850.081) = 0.12 м/с

1. Критерий Рейнольдца

l = 0.2 мм

d/l = 90/0.2 = 450 и Re = 8575,5 находим  = 0,025

Общее гидравлическое сопративление трубопровода

Мощность насоса

Выбираем насос Х2 – 25 с мощностью 1,1 кВт тип электродвигателя АОЛ – 12 – 2

2.11 Теплоизоляция аппарата.

_из находим из равенства удельных тепловых потоков через слой изоляции в окружающую среду.

_в – коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляции материала в окружающую среду, Вт/м²К

t_ст2 – температура изоляции со стороны окружающей среды(воздуха) в материала 35 – 45 С.

t_ст1 – температура изоляции со стороны аппарата, t_ст1 = t_{греющего пара}

t_в – температура окружающей среды

_из – коэффициент теплопроводности изоляционного материала, Вт/мК

В качестве изоляционного материала выберем совелит (85% магнезии + 15% асбест) _из = 0,09 Вт/мК

2.12 Расчет теплообменника

1. Определение тепловой нагрузки:

2. Определение конечной температуры конденсата греющего пара : она будет примерно равна температур греющего пара на входе и составит 178,9С

3. Определение среднелогарифмической разности температур:

t_ср.лог= [(160,91—20)—(179—178,9)]/ln (140,91/0,1) =17,9 С.

4. Ориентировочный выбор теплообменника. Решение вопроса о том, какой теплоноситель направить в трубное пространство, обусловлено его температурой, давлением, коррозионной активностью, способностью загрязнять Поверхности теплообмена, расходом и др.

Примем ориентировочное значение Re_ор=15000, что соответствует развитому турбулент­ному режиму течения в трубах. Очевидно, такой режим возможен в теплообменнике, у которого число труб, приходящееся на один ход, равно:

для труб диаметром d_н=202 мм

Ориентировочное значение коэффициента теплопередачи, соответствующее турбулентному течению : K_ор=800 Вт/(м²К). При этом ориентировочное зна­чение поверхности теплообмена составит

Выбираем аппарат с диаметром 1000 мм

диаметр труб 202

число труб 1173 шт

длина труб 4,0 м

площадь теплообмена 295 м²

3.1 Определение толщины стенки аппарата.

Греющая камера.

Расчетное давление в нижней части обечайки :

P = P_c + g_жН10^-6 = 4,6579,8110⁴ + 9,8110944,510^-6 = 0,457 Мпа

Номинальное допускаемое напряжение для стали

^*_д = 140 Мпа

Допускаемое напряжение определяем по формуле :

^*_д =  _д = 1  140 = 140 Мпа

Определим отношение определяющих параметров _д и P с учетом коэффициентом

Согласно таблице 15.6 расчетная толщина стенки :

Суммарная прибавка к номинальная расчетная толщина стенки

С_д = 0

С = С_к + С_э + С₀ = 1+ 0 + 1,6 = 2,6 мм

Характеристики

Список файлов учебной работы