Курсовая работа: Расчет и подбор выпарной установки
Fор = 6,06*106/1800*56,8 = 59м2.
Подбираем по (7, стр.51) теплообменник:
·
Поверхность
теплообмена 61 м2;
·
Длина
труб 4м;
·
Диаметр
труб d = 25*2;
·
Число
ходов z = 6;
·
Общее
число труб 196;
·
Трубное
пространство (3,14*(0,025-0,004)2)*206=0,271м2. Т о., на
один ход 0,271/6=0,045 м2
5.6. Расчёт коэффициента теплопередачи К.
К = {(К1/3Dср1/3/А4/3) + (dстlстa2}-1
5.6.1. Расчёт коэффициента теплоотдачи от
поверхности трубки к раствору a2.
Расчёт a2 производят по
критериальным уравнениям.
Скорость течения раствора равна:
W = So*z/fтрr=
20000*6/3600*0,045*1072=0,711 м/с,
Где r = 1027 кг/м3 –плотность
10% хлористого натрия при температуре кипения (4, стр. 56);
n =0,339*10-6м2/с
- вязкость 10% хлористого натрия при температуре кипения (4, стр. 58).
При этой скорости имеем:
Re = Wd/n = 0,711*0,021/0,339*10-6
= 4,4*104
Т. о., попадаем в развитую турбулентную область.
Nu2=0,021Re0,8 Pr-0,43
(Pr / Pr ст)0,25el
Критерий Прандтля – характеризует отношение вязкостных и
температуропроводных свойств теплоносителя – конденсирующегося водяного пара Pr = n/а
= 0,339*10-6 / 16,9*10-8=2,01 при температуре кипения 10%
хлористого натрия (3, стр. 537), где а – коэффициент теплопроводности (4, стр.
64).
Для нагревающихся жидкостей можно принимать (Pr / Pr ст)0,25=1,
допуская небольшую погрешность в сторону уменьшения коэффициента теплоотдачи,
т. е. в сторону запаса.
Воспользовавшись номограммой для определения критерия Nu2
(3, стр. 536)
Nu2= 140.
Тогда a2= Nu2lводы/d
= 140*0,633/0,021 = 4220 Вт/К*м2,
Где lводы= 0,633 Вт/м*К -
теплопроводность 10% NaCl при температуре кипения (4, стр. 61).
5.6.2. Расчёт коэффициента А.
А=0,94(l3r2rg/mH)1/4
При температуре Т=1270С l = 68,6*10-2 Вт/мК
r = 935 кг/м3 (3, стр.
512)
m = 212*10-6Па*с
r = 2194 кДж/кг (3, стр. 524)
Н = 4м
Тогда А = 8647,8
5.6.3. Расчёт коэффициента теплопередачи К.
К = {(К1/3Dср1/3/А4/3) + (dстlстa2}-1
Dср= 82,70C;
dст= 2мм = 0.002м – толщина
стенок нагревательных труб;
lст= 16,8 Вт/м*К –
теплопроводность материала стенки;
a2 = 4220 Вт/К*м2-
коэффициент теплоотдачи от поверхности трубки к раствору;
А= 8647,8 ;
a2= 4220 Вт/м2 .
Воспользуемся итерационным расчётом:
К(dстlст a2) = 1- (К/А)4/3 *Dср1/3
Пусть yл = К(dстlст a2)
Yп = К(dстlст a2)
Построим оба графика в одной системе координат, пересечение
этих графиков дает истинное значение К.
К |
Yл |
Yп |
2100 |
0,748 |
0,968 |
2200 |
0,783 |
0,962 |
2300 |
0,819 |
0,954 |
2400 |
0,854 |
0,945 |
2500 |
0,890 |
0,936 |
2600 |
0,926 |
0,925 |
2700 |
0,961 |
0,913 |
2800 |
0,997 |
0,899 |
2900 |
1,032 |
0,884 |
3000 |
1,068 |
0,867 |
Из графиков видно, что К = 2600 Вт/(м2*К).
Реальное значение коэффициента теплопередачи в работающем
теплообменнике всегда меньше рассчитанного из-за дополнительных термических
сопротивлений загрязнений стенок rзагр с обеих сторон. При этом общее термическое
сопротивление в реальном теплообменнике:
(1/К)реал = (1/К)расч + rзагр.1 + rзагр.2
Значение термических сопротивлений загрязнений стенок rзагр взяты из (3, стр. 506):
rзагр.1= 1,7*10-4м2*К/Вт - для
водяного пара, rзагр.2=1,7*10-4м2*К/Вт - для кипящего исходного
раствора.
(1/К)реал= 1/2600 + 1,7*10-4+1,7*10-4
= 7,2*10-4м2*К/Вт
Тогда Креал=1380 Вт/(м2*К).
5.7. Расчёт поверхности теплообмена.
Fор = Q/KорDср = 6,06*106/1380*56,8 = 77м2.
5.8. Подбор теплообменника по каталогу.
Подбираем по (7, стр.51) теплообменник:
·
Поверхность
теплообмена 79 м2;
·
Длина
труб 4м;
·
Диаметр
труб d = 20*2;
·
Число
ходов z = 6;
·
Общее
число труб 316.
6. Блок создания и поддержания вакуума.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 |