Курсовая работа: Процессы и аппараты химической технологии
II.
Второе
приближение.
Принимаем  . Результаты - табл 3.5
строка II.
Расхождение
по второму приближению:  .
По результатам расчетов
первого и второго приближения строим график  .
Полагая что при малых изменениях температуры, поверхностные плотности  и  линейно зависят от  , графически определяем  (рис. 3.3, точка А).
Графическая зависимость 
III. Проверочный расчет.
Расчеты
аналогичны расчетам первого приближения (см. табл. 3.4, строку III).
Расхождение  и  :
Коэффициент
теплопередачи равен:
 .
Поверхность
теплообмена:
Так как  , то истинную поверхность
теплообменника рассчитывают по формуле:
 ,
где  - внутренний диаметр труб,  - число труб,  - длина труб.
 .
Запас
поверхности:
 .
3.5.3 Выбор типа аппарата
Поверхностная
плотность теплового потока:
 ,
Определение
температуры внутренней поверхности труб  :
 ;
 .
Определение
температуры наружной поверхности труб:
 ;
 .
Средняя
температура стенок труб:
 .
Средняя
разность:
 .
Величина  меньше 40 К (/1/, табл.
35, стр. 534), поэтому (/1/, стр. 213) принимаем кожухотрубчатый горизонтальный
теплообменник с неподвижными трубными решетками типа ТН.
3.6 Расчет барометрического
конденсатора
Расход
охлаждающей воды  определяют из
теплового баланса конденсатора:
 ,
где  - энтальпия паров в
барометрическом конденсаторе, Дж/кг;  -
начальная температура охлаждающей воды,  ;
 - конечная температура
смеси воды и конденсата,  ;  - расход вторичного пара
(см. табл. 1), кг/с;  - теплоемкость
воды,  .
По (/1/,
табл. LVI, стр. 548) находим, что при  ,  . По заданию  . Разность температур между
паром и жидкостью на выходе из конденсатора должна быть 3-5 К, поэтому
принимаем  . Теплоемкость воды
принимаем равной  .
 .
По расходу
вторичного пара по (/3/, табл. 3.3, стр. 17) выбираем барометрический
конденсатор смешения, диаметром  , с
диаметрои труб .
Высота трубы:
 ,
(3.30)
где  - высота водяного столба,
соответствующая вакууму разряжения в конденсаторе и необходимая для
уравновешивания атмосферного давления, м;  - высота, отвечаемая напору,
затрачиваемому на преодоление гидравлических сопротивлений в трубе и создания
скоростного напора в барометрической трубе; 0,5 – запас высоты на возможное
изменения барометрического давления, м.
 ;
 ,
 - сумма коэффициентов местных сопротивлений;  - коэффициент трения.
Принимаем  (/4/, стр. 365).
Находим
критерий Рейнольдса:
 ,
где  - динамический коэффициент вязкости
воды, при температуре  , 
По формуле
3.21 получаем:
 .
Принимаем
скорость смеси воды и парового конденсата  в
пределах 0,5-1,0 м/с, 
 .
По (/1/,
табл. XII, стр. 519) принимаем среднее
значение шероховатости стенки трубы  , тогда
отношение  .
По (/1/, рис.
1.5, стр. 22) находим, что при таких Re и  коэффициент трения
равняется  .
Подставляя
найденные значения в формулу 3.30 получаем:
 ,
откуда
 7,585м.
Выбираем
барометрический конденсатор диаметром  ,
2-у ходовый, с высотой труб  7,585м.
3.7 Расчет производительности вакуум
– насоса
Производительность
вакуум-насоса  определяется количеством
газа (воздуха), который необходимо удалять из барометрического конденсатора:
 ,
где  - количество газа.
Выделяющегося из 1 кг воды; 0,01- количество газа, подсасываемого в конденсатор
через неплотности, на 1 кг паров. Тогда
 .
Объемная
производительность вакуум-насоса равна:
 ,
где  - универсальная газовая
постоянная R = 8,314  ;
 - молекулярная масса
воздуха M = 29 кг/кмоль;  - температура воздуха,  ;  - парциальное давление
сухого воздуха в барометрическом конденсаторе, Па.
Температуру
воздуха рассчитывают по уравнению:
 .
Давление
воздуха равно:
 ,
где  - давление сухого насыщенного пара
(Па) при  .
По (/1/,
табл. LVI, стр. 548)  . Подставив, получим:
 ;
 .
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 |
