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)
(3)
2. Тепловий розрахунок
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)
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
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.
|