Расчет греющей камеры выпарного аппарата

3.4 Расчет греющей камеры выпарного аппарата

Выпарная установка работает при кипении раствора в трубах при оптимальном уровне. При расчете выпарного аппарата мы приняли высоту труб . При расчете установки мы приняли: тепловая нагрузка ; средняя температура кипения раствора хлорида аммония ; температура конденсации сухого насыщенного водяного пара . Для кипящего раствора коэффициент теплопроводности раствора NH4Cl мы рассчитываем по формуле:

,  (3.15)

где , - коэффициент теплопроводности воды, :

 , (3.16)

.

Тогда по формуле 2.15 получаем:

Средняя разность температур:

Находим коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося водяного пара к поверхности вертикальных труб по формуле:

,  (3.17)

где (/1/, табл. 4.6, стр. 162).

;

Следовательно,

.

Коэффициент теплоотдачи от стенки труб к кипящему раствору:

,  (3.18)

где

,  (3.19)

и - соответственно плотности раствора и его пара при средней температуре кипения , К; - динамический коэффициент вязкости, ; - поверхностное натяжение раствора, Н/м, при  и .

Плотность раствора, рассчитанная по формулам 3.6 и 3.7, равна:

;

.

Плотность пара  находим по (/1/, табл. LVI, стр. 548):

.

Таким образом, по формуле 3.19 получаем:

.

Динамический коэффициент вязкости рассчитывается по формуле:

 , (3.20)

где - температура раствора, , , , ; - вязкость воды, :

 (3.21)

При средней температуре кипения раствора получаем:

.

.

Поверхностное натяжение берем по (/1/, табл. XXIII, стр. 526) для хлорида аммония 10% концентрации:

.

Подставляя найденные значения в формулу 3.18 получаем:

Принимаем тепловую проводимость загрязнений (/1/, табл. XXXI, стр. 531) стенки со стороны греющего пара  и со стороны кипящего раствора . Коэффициент теплопроводности стали по (/1/, табл. XXVIII, стр. 529) принимаем равным:

,

по (/3/, табл. 2.2, стр. 16) толщину труб принимаем равной 2 мм. Тогда

.

Ввиду того, что  и , для расчета коэффициента теплопередачи принимаем метод последовательных приближений.

Для определения исходного значения , учитывая: что при установившемся режиме теплопередачи , выражаем  через :

.

Затем рассчитываем исходные значения  и , принимая :

;

.

Находим значение

.

Составляем расчетную таблицу 3.3, в которую записываем исходные данные , , ,  и результаты последующих расчетов.

Таблица 3.3 Температурный режим работы выпарной установки

I.  Первое приближение:

;

;

;

;

;

;

;.

В первом приближении:.

II. Второе приближение.

Рассчитываем по первому приближению :

,

тогда

.

Величину  определяем, принимая  при

:

.

Затем выполняем аналогичный расчет (см. строку II в табл. 3.3).

Расхождение  и  по второму расчету:

.

III. Третье приближение.

Рассчитываем по второму приближению :

,

тогда

.

Величину  определяем, принимая  при :

.

Затем выполняем аналогичный расчет (см. строку III в табл. 3.3).

Расхождение  и  по третьему расчету: .

По результатам расчетов второго и третьего приближения строим график . Полагая что при малых изменениях температуры поверхностные плотности  и  линейно зависят от , графически определяем  Графическая зависимость

IV. Проверочный расчет (см. табл. 3.3).

Расчеты аналогичны расчетам первого приближения.

Расхождение  и :

По данным последнего приближения определяем коэффициент теплопередачи:

.

Площадь поверхности теплопередачи:

.

По (Таблице 2.2 стр. 16) принимаем аппарат Тип 1, Исполнение 2, группа А (С выносной греющей камерой и кипением в трубах), с площадью поверхности теплопередачи 132 (действительная), Трубы 38 х 2 мм, длинной Н = 4000 мм , т.е. с запасом .

Похожие работы

Подбор теплообменника для проведения процесса охлаждения и конденсации пара толуола

Скачать

52959

10

6

... ,1 3 Расчет конденсатора паров толуола Кожухотрубные конденсаторы предназначены для конденсации паров в межтрубном пространстве, а также для подогревания жидкостей за счет теплоты конденсации пара. Рассчитаем необходимую поверхность теплообменника, в межтрубном пространстве, которого конденсируется толуол, с заданным массовым расходом GА = 2,92 кг/с, удельная теплота конденсации rА = 362031 ...

Cистема Автоматизированного Управления процесса стерилизации биореактора

Скачать

183168

7

85

... БИОРЕАКТОРА Лист 90 Доклад. Уважаемые члены государственной экзаменационной комиссии разрешите представить вашему вниманию дипломный проект на тему: «Система автоматизированного управления процесса стерилизации биореактора» Процесс стерилизации биореактора (или ферментера) является важной стадией процесса биосинтеза антибиотика эритромицина. Суть процесса стерилизации состоит в ...

Автоматизация технологических процессов основных химических производств

Скачать

107273

1

429

... .В. Иванова«Автоматизация технологических процессов основных химических производств»Методические материалы по курсу лекций (в двух частях)Часть 2.2003г. УДК 66-52:66(075)Иванова Г.В. Автоматизация технологических процессов основных химических производств: Методическое пособие. Часть 2 / СПбГТИ(ТУ).-СПб., 2003.- 70с. Методическое пособие предназначено для курса лекций по учебной дисциплине « ...

Влияние гидродинамического режима движения жидких потоков без и с протеканием быстрой химической реакции на внешний теплообмен

Скачать

10057

0

1

... отличающиеся различной интенсивностью тепло- и массообменных процессов. Целью работы являлся анализ эффективности теплообмена в однотрубных и кожухотрубных аппаратах при движении жидких потоков без и с протеканием быстрой экзотермической химической реакции при различных гидродинамических режимах. При проведении быстрых экзотермических химических реакций (kі102±1 л/мольЧс) в трубчатых аппаратах ...