Розрахунок барометричного конденсатора 1

1) У зв'язку з тим, що "нормальна" температурна депресія обрана для атмосферного тиску, а тиск вторинної пари по корпусам відрізняється від атмосферного, то необхідно провести перерахунок температурної депресії за формулою

де температура вторинної пари, К;

теплотапаротворення води при температурі вто-

ричного пара кДж / кг.

2) Сумарна температурна депресія

Для визначення температурних втрат за рахунок гідростатичного ефекту необхідно розрахувати оптимальний рівень заповнення гріють трубок і тиску розчину в апаратах на рівні половини довжини гріють трубок (у середини гріючих трубок).

3) Оптимальну висоту заповнення трубок розчином знаходимо

за емпіричною формулою

де довжина гріють трубок, м.

4) Гідростатичний тиск стовпа у середини гріючих трубок

Для визначення дійсних значень температур пари, що гріє, вторинного пара, кипіння розчину в трубках і на верхньому рівні трубки, корисної різниці температур по корпусах необхідно розрахувати температурні втрати за рахунок гідростатичного тиску.

1) За даними знаходимо по таблиці [2] значення температур кипіння води у середини гріючих трубок

I 40.89 × 10 4 144.20

II 20.31 × 10 4 120.69

III 3.496 х 10 4 68.55

і розраховуємо значення втрат температур за рахунок гідроста- тичного ефекту (гідростатичну депресію):

Сумарні втрати температури за рахунок гідростатичного ефекту складуть

2) Сумарна корисна різниця температур для установки

Для розрахунку в першому наближенні орієнтовно приймаємо співвідношення теплових навантажень апаратів

і відповідно коефіцієнтів теплопередачі

Виходячи з умови отримання рівних поверхонь нагріву для кожного корпусу установки корисна різниця температур по корпусах може бути визначена за рівнянням

3) Розподіл корисної різниці температур по корпусах

4) Температура кипіння розчину в трубках складе

5) Температура кипіння розчину на верхньому рівні по корпусам:

6) Температура вторинної пари по корпусам:

У цій підпрограмі розраховуємо: витрата пари, що гріє, витрата випарованої води по корпусам, кінцеві концентрації розчину і в першому наближенні теплові навантаження апаратів.

1) Витрата що гріє пара визначаємо з рівняння теплового балансу

яке може бути записано для кожного корпусу в наступному вигляді:

Втрати тепла в навколишнє середовище приймаємо рівними 3% від тепла, що гріє пара, тобто А = 1.03. Ентальпію вторинного пара знаходимо з таблиці LVII [2] по тиску вторинної пари.

II 2.031 х 10 5 2716.1

III 3.496 х 10 4 2608.2

Початкову теплоємність розчину визначаємо за концентрацією при температурі розчину. яку приймаємо рівної температурі.

Ентальпії пари, що гріє і ентальпії конденсату визначаємо з таблиці LVI [2] по температурах.

I 164.2 2769.6 681.7

II 142.908 2742.0 591.5

III 118.762 2709.3 498.8

Теплоємність розчину знаходимо за табличними даними при відповідних концентраціях і температурах.

I 7.129 149.787 3.75

II 12.414 129.198 3.64

III 48 98.603 3.25

Теплоту зміни концентрації (дегидротации) - за концентраціями розчину в корпусах.

де -інтегральна теплоти розчинення при кінцевою і початковою концентраціях розчину у відповідному корпусі.

При підстановці знайдених величин в рівняння для отримуємо:

З огляду на, що і вирішуючи систему рівнянь, визначаємо

а потім кінцеву концентрацію розчину по корпусах

2) Теплове навантаження апаратів

У цій підпрограмі розраховуються коефіцієнти тепловіддачі, питомі теплові навантаження і коефіцієнти теплопередачі.

де коефіцієнт тепловіддачі від конденсується пара до зовнішньої стінки трубки;

сумарне термічний опір стінки трубки і накипу;

коефіцієнт тепловіддачі від внутрішньої стінки трубки до киплячого розчину.

Як матеріал гріють трубок вибираємо сталь 20 .Її коефіцієнт теплопровідності.

Товщину накипу приймаємо. а її коефіцієнт теплопровідності.

Коефіцієнт тепловіддачі розраховуємо за формулою

Значення коефіцієнта для конденсату пара в залежності від температури конденсації пари знаходимо по таблиці 6 [3].

1) Коефіцієнт для 1-го корпусу розраховуємо методом послідовних наближень, приймаючи різниця значень температур конденсації пари і стінки.

Питома теплове навантаження апарату (питомий тепловий по-ток) для сталого прцесса теплопередачі може бути розрахована за формулою

знаходимо перепад температур стінки гріючої трубки

а потім різницю між температурами стінки трубки і киплячого розчину

Далі визначаємо коефіцієнт тепловіддачі від стінки гріючої трубки до киплячого розчину

Фізичні властивості киплячих розчинів NaOH і їх парів:

Параметр I корпус II корпус III корпус

За результатами комп'ютерної перевірки вибираємо стандартний випарної апарат типорозмір 122 - 2856 - 04 з поверхнею теплообміну 250 м 2

РОЗРАХУНОК Барометричні конденсатори

Для створення вакууму в випарних установках застосовують конденсатори змішання з барометрической трубою. В якості охолоджувального агента використовують воду, яка подається в конденсатор при температурі навколишнього середовища (12 ° С). Суміш охолоджуючої води і конденсату виливається з конденсатора по баро-метричної трубі. Для підтримання сталості вакууму в системі з конденсатора за допомогою вакуум-насоса відкачують неконденсірующаяся гази.

Необхідно розрахувати витрати охолоджуючої води, основні розміри (діаметр і висоту) барометрического конденсатора і барометрической труби, виробник-ність вакуум-насоса.

Витрата охолоджуючої води

Витрата охолоджуючої води Gв визначають з теплового балансу конденсатора:

де Iб.к. -Ентальпія парів в барометричному конденсаторі, Дж / кг; tн - початкова температура охолоджуючої води, ° С; tк - кінцева температура суміші води і кондом-сата, ° С.

Різниця температур між парою і рідиною на виході з конденсатора повинна бути 3-5 град. Тому кінцеву температуру води tк на виході з конденсатора приймемо на 3 град нижче температури конденсації пари:

Iб.к. = 2608,3 Дж / кг W3 = 8979.8 кг / год = 2,49 кг / год

Діаметр барометричного конденсатора dбк визначають з рівняння витрати:

де r-щільність парів, кг / м 3; V- швидкість парів, м / с (При залишковому тиску в конденсаторі порядку 10 4 Па швидкість парів V = 15-25 м / с, приймаємо V = 20м / с).

За нормалям НДІХІММАШ підбираємо конденсатор діаметром, рівним

розрахунковому або найближчого більшого. Вибіраембарометріческій конденсатор діаметром dб.к. = 1600 мм.