kursovik (729322), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

Для обеспечения турбулентного режима номинальная площадь проходного сечения должна быть меньше рассчитанной. Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара не зависит от режима течения в межтрубном пространстве, следовательно, необязательно рассчитывать скорость движения пара и проходное сечение межтрубного пространства

Выбор теплообменных аппаратов производится по проходному сечению трубного пространства / 3, табл. 2.3 /.

3.2.6. Параметры подогревателя необходимые для уточнённого расчёта.

3.2.7. Уточнённый расчет подогревателя на ЭВМ.

По данным п. 3.2.4.-3.2.6. Произведём уточнённый расчёт подогревателя результаты расчёта представлены в (приложении 3).

1. Расчёт гидравлического сопротивления кожухотрубчатых теплообменников

Скорость жидкости в трубах:

(31)

Скорость раствора для обоих подогревателей _тр, м/с:

м/с

Коэффициент трения  рассчитывается по формуле / 3, ф-ла. 2.31 / :

(32)

где е – относительная шероховатость труб;

е=/d_экв (33)

где  - высота выступов шероховатостей (в расчётах можно принять =0.2 мм)

Тогда относительная шероховатость труб для первого и второго теплообменника соответственно:

е1=0.2/(20-4)=0.0125

е2=0.2/(25-4)=0.0095

Коэффициент трения для первого теплообменника ₁:

Коэффициент трения для второго теплообменника ₂:

Диаметр штуцеров в распределительной камере d_тр.ш=150 мм / 3, табл. 2.6 / (для каждого теплообменника, скорость в штуцерах _тр.ш, м/с:

м/с

Формула для определения гидравлического сопротивления в трубном пространстве р_тр, Па / 3, ф-ла. 2.35 /:

(34)

Гидравлического сопротивления в трубном пространстве для первого теплообменника р_тр1:

= 709.98 Па

Гидравлического сопротивления в трубном пространстве для второго теплообменника р_тр2:

= 597.12 Па

Число рядов труб омываемых теплоносителем в межтрубном пространстве m приближенно принимается / 3, ф-ла. 2.34 /:

(35)

где n – количество труб

Для первого теплообменника m1:

Для второго теплообменника m2:

Число сегментных перегородок для первого теплообменника Х₁ / 3, табл. 2.7/:

Х₁=6

Число сегментных перегородок для второго теплообменника Х₂:

Х₂=10

Диаметр штуцеров к кожуху d_мтр.ш / 3, табл. 2.6 /:

d_мтр.ш=150 мм

Скорость потока в штуцерах (для каждого из теплообменников) по ф-ле. (31):

м/с

Скорость жидкости в наиболее узком сечении межтрубного пространства для первого теплообменника S_м.тр=0.017 м²:

м/с

Скорость жидкости в наиболее узком сечении межтрубного пространства для второго теплообменника S_м.тр=0.025 м²:

м/с

Значение Re межтрубного пространства:

(36)

Значение Re межтрубного пространства для первого теплообменника:

Значение Re межтрубного пространства для второго теплообменника:

Гидравлическое сопротивление межтрубного пространства р_мтр, Па / 3, ф-ла. 2.36 /:

(37)

Гидравлическое сопротивление межтрубного пространства для первого теплообменника р_мтр1, Па:

=18.338 Па

Гидравлическое сопротивление межтрубного пространства для второго теплообменника р_мтр1,2:

= 13.05 Па

3.2.9. Выбор аппарата по каталогу.

Проанализировав данные уточнённого расчёта, а также расчёт гидравлического сопротивления, мы видим, что оба теплообменника одинаково хорошо подходят (расходы теплоносителей одинаковы, гидравлические сопротивления различаются незначительно).На мой взгляд более предпочтителен аппарат №1, так как его габариты меньше, чем у аппарата №2. Следует так же отметить, что любой из этих аппаратов обеспечит необходимую площадь теплообмена с учётом запаса.

Таблица 2. Параметры кожухотрубчатого теплообменника

3.3. Расчёт холодильника упаренного раствора.

3.3.1. Определение средних температур теплоносителей.

Рис. 2 Температурная схема движения теплоносителей при противотоке

t_кон ,t’_кон – температура упаренного раствора до и после холодильника, С;

t_нач.в,t_кон.в – температура охлаждающей воды до и после холодильника, С;

Конечную температуру воды и упаренного раствора выбираем самостоятельно, причём t’_кон следует принять из интервала 40-30 С.

По формулам (24-26) определяем:

t_б = 89.168 – 35 = 54.168 С

t_м = 40 – 13 = 27 С

С

Среднюю температуру воды найдём как среднее арифметическое t_вод.ср., С:

t_вод.ср= (t_нач.в+t_кон.в)/2 (38)

t_вод.ср= (13+35)/2=24 С

Средняя температура раствора t_ср.р, С:

t_ср.р= t_вод.ср+t_ср (39)

t_ср.р=24 + 39.02 = 63.02 С

3.3.2. Тепловой баланс холодильника.

Количество теплоты, которое необходимо отвести от раствора для его охлаждения:

Q= G_конс_кон(t_кон-t’_кон) (40)

где G_кон – расход упаренного раствора кг/с;

с_кон – удельная теплоёмкость раствора при t_ср.р.­ и Х_кон, Дж(кгК)

Удельная теплоёмкость раствора с_кон раствора при t_ср.р.­ и Х_кон

(Приложение 2, п.3):

с_кон=3937 Дж(кгК)

Расход упаренного раствора G_кон,кг/с по формуле (2):

G_кон=1.164 кг/с

Q=1.1643937(89.168-40)=2.25310⁵ Вт

Так как вся отводимая от раствора теплота передаётся охлаждающей воде, то её расход можно найти по формуле:

(41)

где G_вод – расход охлаждающей воды, кг/с;

с_вод – теплоемкость воды при температуре t_вод.ср.,Дж/(кгК)

Удельная теплоемкость воды при температуре t_вод.ср (Приложение 2 п.3):

с_вод=4187 Дж/(кгК)

кг/с

3.3.3. Ориентировочный расчёт холодильника.

Зададимся ориентировочным коэффициентом теплопередачи от жидкости к жидкости / 2, табл. 4.8 /:

К_ор=1000 Вт/(м²К)

Рассчитаем ориентировочную площадь теплообмена по формуле (23);

м²

Рассчитаем скорость течения раствора _тр по трубному пространству холодильника с диаметром труб d=20 мм и площадь сечения S_тр трубного пространства, необходимые для обеспечения турбулентного режима течения раствора по формулам (29, 30).

Плотность раствора _р и коэффициент динамической вязкости _р при t_ср.р. и Х_кон (Приложение 2, п.1, п.2)

_р=1018 кг/м³

_р=4.60610^-4 Пас

м/с

м²

Рассчитаем скорость течения в воды межтрубном _межтр и площадь сечения S_межтр межтрубного пространства, необходимые для обеспечения турбулентного режима.

(42)

Плотность воды _в и коэффициент динамической вязкости _в при t_вод.ср. (Приложение 2, п.1,п.2)

_в=996.467 кг/м³

_в=9.08210^-4 Пас

Эквивалентный диаметр при поперечном обтекании равен наружному диаметру трубы d.

м/с

(43)

м²

3.3.4. Выбор холодильника упаренного раствора.

Для обеспечения турбулентного режима номинальные площади проходных сечений трубного и межтрубного пространств должны быть меньше рассчитанных. Исходя из площади теплообмена и величин полученных проходных сечений мы должны выбрать теплообменник с наиболее подходящими параметрами, проанализировав данные расчёта делаем вывод, что для обеспечения требуемых параметров, необходимо использовать два, последовательно соединённых одноходовых аппарата. По каталогу / 3, табл. 2.3 /

Таблица 3. Параметры кожухотрубчатого теплообменника

3.4. Расчёт барометрического конденсатора

3.4.1 Расход охлаждающей воды.

Расход охлаждающей воды G_в определим из теплового баланса конденсатора:

(44)

где i_б.к. - интальпия паров в барометрическом конденсаторе, Дж/кг;

t_н – начальная температура охлаждающей воды, С;

Характеристики

Список файлов реферата