Здавалка
Главная | Обратная связь

Параметричний розрахунок апарата (машини)

Метою розрахунку є визначення необхідної площі поверхні теплообміну плівкового випарного апарату.

Вихіднідані до розрахунку:

– прискорення вільного падіння g, м/с; 9,81

–початкова концентрація амілоризінуb0, %; 10

– кінцева концентрація амілоризінуb1, %; 50

– масова продуктивність G, тон/добу; 50

– абсолютний тиск в паровому просторі pb, МПа; 0,0196

– тиск насиченої водяної париpp, МПа; 0,157

– температура середовища t, ˚С; 15

– температура розчинуt0, ˚С; 22

– температура розчина поступачого випарний апаратt1, ˚С 60

– корисн різниця температурΔtkop, ˚С 4

– гідравлічна депресія Δ111, ˚С 1

- питома теплота пароутворення при заданому тиску r, кДж/кг; 2355,54

- тип апарата: Плівковий з низхідною плівкою рідини

1. Матеріальний баланс випарного апарата:

кг/с (1)


(2)

 

(3)

 

 

2. Тепловий розрахунок


˚С (4)

Температурі t=60.7˚С відповідає тиск p1=0.0207 МПа

3. Розрахунок площі поверхні теплообміну

Питоме теплове вантаження, Дж/м2: q=20000–50000

Приймаємо:

q=30000Дж/м2

м2 (5)

Згідно ГОСТ 11987-81 приймаємо випарний апарат:

Fp=40 м2

l=4 м

H=9.5 м

D=0.6 м

D1=1 м

d=0.038 м

M=3600 кг

Матеріал труб: сталь Х18Н10Т

4. Визначення гідростатичної депресії:

˚С (6)

Густина води при ˚С, та густина розчину :

ρb=972 кг/м3

ρp=1482кг/м3

м (7)

Тиск стовпа рідини:

МПа (8)

МПа (9)


кгсили/см2

Згідно таблиці «властивостей насиченого водяного пару» цьому значенню відповідає:

–температура tv=80.794 ˚С

–питома теплота пароутвореня води: rv=2.308∙103Дж/кг

Гідростатична депресія:

˚С (10)

 

 

Температурна депресія:

˚С (11)

 

Tемпература кипіння розчину:

˚С (12)

Корисна різниця температур:

За таблицею «властивостей насиченої пари» тиску p=0.157 МПа температура гріючої пари дорівнює:

T=112.7 ˚С (13)

Δtкор =T–tk=112.7–92.717=19.983 ˚С (14)

Питома ентальпія вторинної пари (за температури вторинної пари t=59.7˚С)

Ivp =2607 кДж/кг

Питома теплота пароутворення води:

rgr=2227 кДж/кг

Питомі теплоємності розчину, Дж/(кг∙К):

– Поступаю чого: c0=3124.82

– Випареного: c1=2241.65

Коефіцієнт який враховує втрати теплоти в навколишнє середовище:

K=0.95

Масові витрати гріючої пари, кг/с:

(15)

Теплове навантаження гріючої пари, Вт:

(16)

 

 

5. Розрахунок коефіцієнта теплопередачі:

Число труб:

83.768 од. (17)

Приймаємо:

n=84 од.

Густина стікання конденсату по зовнішній поверхні труб, кг/(м∙с):

(18)

Розрахунок критерію Рейнольдса для плівки конденсата:

µ=0.215∙10–3 Па∙с

Т=112.7 ˚С

(19)

Приведена товщина плівки, м:

Густина води за температури Т=112.7 ˚С; ρ=948.5 кг/м3

(20)

Критерій Нусельта:

Prp1=1.56 (критерій Прандтля для води за температури Т=112.7˚С)

¾ Для ламінарного режиму випарювання: (

(21)

¾ Для турбулентного режиму випарювання:

(22)

 

Оскільки > 400, то критерій Нусельта розраховуємо за формулою для турбулентного режиму (22):

(24)

6. Коефіцієнт тепловіддачі від стінки до киплячого розчину:

Константи розчину при температурі кипіння ˚С

Проведено інтерполяцію :

t1=80 ˚С 1=969 кг/м3

t2=100˚С 2=952 кг/м3

кг/м3

З довідника з теплофізичних характеристик речовин отримуємо:

μк = 0.9∙10-3 Па∙с

λк=0.56 Вт/(м∙К)

ск=4.19∙103 Дж/(кг∙К)

σк=33.7∙10-3 Н/м

Властивості водяної пари при МПа

rп =2307∙103 Дж/кг

ρп = 0.3027 кг/м3

Густина водяної пари при pa=0.1 МПа

ρ а=0.579 кг/м3

 

 

Коефіцієнт тепловіддачі від конденсованої водяної пари до стінок труб:

Коефіцієнт теплопровідності:

λ=0.685 Вт/(м∙К)

Звідси:

Вт/(м2∙К) (25)

(27)

Коефіцієнт теплопередачі:

Довідникові дані:

λt = 16.4

rz1 = 5000

rz2 = 5800

 

 





©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.