Реферат: Проектирование выпарной установки
Динамическая вязкость раствора при температуре tкип (Приложение 2, п. 2):
mр =3.87 10-4 Па с
n=3.87 10-4 /1.013 103 =3.82 10-7 м2 /с
Поверхностное натяжение s при температуре tкип определяем для воды, т.к. концентрация MgCl2 достаточно мала /2; табл XXXIX/
s=0,05995 Н/м
Коэффициент теплопроводности l для раствора при tкип и хкон (Приложение 2, п.4), Вт/(м К):
l=0.662 Вт/(м2. К)
Вт/м2 К
Количество теплоты q2 , передаваемое от внутренней стенки к раствору:
q2 =aкип (tст2 - tкип ) (22)
q2 =2.238 103 (103.475-94.168)=2.083 104 Вт
Определим значение выражения:
 |
и если Е< 0.05 то расчёт коэффициентов теплоотдачи выполнен верно.
Е=(2.14 104 -2.083 104 )/ 2.083 104 =0.027
Тогда:
Вт/(м2 К)
(23)
м2
3.1.4 Выбор выпарного аппарата по каталогу.
Произведём выбор аппарата по каталогу / 3, приложение 4.2 /. Для этого найденную площадь поверхности теплообмена следует увеличить на 10-20 %, для обеспечения запаса производительности.
Fв.п. =1.2 F
Fв.п. =1.2 358.774=430.493 м2
где Fв.п. – площадь выпарного аппарата с учётом запаса производительности, м2 ;
Выберем выпарной аппарат с естественной циркуляциейи соосной греющей камерой. Наиболее подходящим вариантом данного аппарата является аппарат с площадью теплопередачи 450 м2 ;
Таблица 1. Основные размеры выпарного аппарата (по ГОСТ 11987-81)
| F, м2 | D, мм не менее | D1 , мм не более | D2 , мм не более | Н, мм Не более | М, кг не более |
| l= 6000 мм | |||||
| 450 | 1600 | 4000 | 1000 | 18000 | 31500 |
F – номинальная поверхность теплообмена;
D – диаметр греющей камеры;
D1 – диаметр сепаратора;
D2 – диаметр циркуляционной трубы;
Н – высота аппарата;
М – масса аппарата;
3.2. Ориентировочный расчет теплообменного аппарата для подогрева исходного раствора перед подачей в выпарной аппарат.
 |
3.2.1. Определение средних температур теплоносителей.
Рис. 1 Температурная схема
где t’нач – начальная температура исходного раствора (по заданию)
Dtбол ,Dtмен – большая и меньшая разность температур соответственно, °С; tнач – температура исходного раствора после подогревателя, °С ;
Dtб = tконд.гр.п – t’нач (24)
Dtб = 124,168 – 35 = 89.168 °С
Dtм = tконд.гр.п – tнач (25)
Dtм = 124,168 – 86.668 = 37.5 °С
Значение средней движущей силы рассчитывается по формуле:
(26)
°С
Средняя температура раствора:
tср.р = tконд.гр.п – Dtср (27)
tср.р =124.168 –59.65=64.518°С
3.2.2. Тепловой баланс подогревателя.
Расход теплоты на подогрев исходного раствора от температуры t’нач до температуры tнач найдем по формуле (10), приняв значение теплоёмкости раствора при температуре и концентрации Хнач ( Приложение 2, п.3 )
Q=4.5 4.141 103 (86.668-35)=9.628 105 Вт
Расход греющего пара Gгр.п. найдём по формуле:
(28)
где r – удельная теплота парообразования, Дж/кг;
c - степень сухости пара;
c=0.95
Удельная теплота парообразования при температуре tконд.гр.п. / 2, табл. LVI /:
r=2205x103 Дж/кг
кг/с
3.2.3. Ориентировочный расчет подогревателя.
Зададимся ориентировочным коэффициентом теплопередачи от конденсирующегося пара к жидкости / 2, табл. 4.8 /:
Кор =850 Вт/(м2 К)
Рассчитаем ориентировочную площадь теплообмена по формуле (23);
м2
Для обеспечения интенсивного теплообмена необходимо обеспечить турбулентный режим течения, он достигается при Re более 10000. Зададимся:
Re=10000