Проект участка доупаривания черного щелока
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
промывку, примем Rн1 = 0,00085 м2град/Вт.
Rн2 = 0,00085/1,51 = 0,0005629 м2град/Вт
Термическое сопротивление стенок ламели равно:
Rc = ?/?, м2град/Вт (8)
где ? - толщина стенки ламели, м
? - теплопроводность материала, Вт/град м
Для нержавеющей стали ? = 1423; принимаем ? = 23 Вт/м град
Rc = 0,0015/23 = 0,000065 м2град/Вт
Суммарное сопротивление стенок и накипи будут равны:
?R1 = Rн1+Rc
?R2 = Rн2+Rc (9)
? R1 = 0,00085+0,000065 = 0,000915 м2град/Вт
?R2 = 0,0005629+0,000065 = 0,0006279 м2град/Вт
Зададимся сопротивлением тепловых потоков в корпусах. В корпусах нет самоиспарения и подогрева раствора до кипения, следовательно, тепловые потоки пропорциональны количеству испаряемой воды.
Q1 : Q2 = W1 : W2 = 1,0 : 1,17
Принимаем удельный тепловой поток в первом корпусе q1 = 8000Вт/м2
При равных поверхностях корпусов получим:
q2 = q1*Q2 (10)
q2 = 8000*1,17 = 9360 Вт/м2
Температурные напоры, которые затрачиваются на преодоление термических сопротивлений стенок и накипи будут равны по формуле:
tc?- tc? = q*(Rс+Rн), (11)
где q - удельный тепловой поток в корпусе, Вт/м2;
Rc, Rн - термическое сопротивление стенки и накипи, м2град/Вт
tc? - температура стенки со стороны пара, оС;
tc? - температура стенки со стороны раствора , оС.
(tc?- tc?)1 = 0,000915*8000 = 7,32 о
(tc?- tc?)2 = 0,0006279*9360 = 5,88 о
?( tc?- tc?) = 13,2 о
Температурные напоры на преодоление термических сопротивлений при переходе тепла от стенки к кипящей жидкости равны:
tc? - tкип = (q/510*(1-0,845*X))2/3? (12)
где Х - средняя концентрация, кг/кг
(tc? - tкип)1 = (q1/510*(1-0,845*X1))2/3 = (8000/510*(1-0,845*0,6455))2/3 = 10,6 о
(tc? - tкип)2 = (q1/510*(1-0,845*X2))2/3 = (8000/510*(1-0,845*0,5455))2/3 = 10,5 о
?(tc? - tкип) = 21,1 оС
На преодоление термических сопротивлений переходу тепла от пара к стенке расходуется напор:
?tпол - ?(tc?- tc?) - ?(tc? - tкип), (13)
,84 - 13,2 - 21,1 = 1,54 о
5. Распределим его по корпусам и определим температурный режим выпаривания, где приняты следующие обозначения:
tn - температура греющего пара, оС;
tc? и tc? - температуры стенок со стороны пара и щелока, оС;
?t - полезная разность температур, оС;
tкип - температура кипения щелока, оС;
tс.п. - температура сокового пара, оС;
?? и ??? - температурная и гидравлическая депрессия, о;
r - теплота парообразования, определяемая по tn, кДж/кг;
В - величина, определяемая в зависимости от температуры пленки конденсатора tпл.
Таблица 5
№ корп.tntn-tc?tc?-tc?tc?-tкип?ttкип=tn-?t11420,847,3210,618,76123,22109,360,75,8810,517,0892,28ПК82
Таблица 6
№ корп.??Tсn=tk-?????tc?tпл=(tn+tc?)/2r,кДж/кгВ112,88110,361141,16141,582143,7194,2229,28831108,66109,012236,1183,05
. Коэффициенты теплоотдачи со стороны горячего теплоносителя находим по формуле:
?=C*B*4v(r/l*(tn-tc)), Вт/м2град (14)
где С - постоянная, равная 2,04 для вертикальных пластин;
l - определяющий линейный размер, равный высоте ламели.
?1-1= 2,04*194,22*4v2143700/(9*0,84)= 9142,91 Вт/м2град
?1-2= 2,04*183,05*4v2236100/(9*0,7)= 9114,6 Вт/м2град
. Для расчета расхода пара на выпарку и уточнения количества испаряемой воды определим тепловые характеристики пара, конденсата и щелока.
Таблица 7
№ корпТеплосодержание пара, кДж/кгТемпература конденсата, tk= (tn+tкип)/2Теплоемкость щелока, кДж/кгград. С=3,978-0,0201*ХПервичного IВторичного i12742,742695,39132,622,6822693,82645,65100,822,88
Теплоемкость начального щелока 2,97 кДж/кг*град
Коэффициенты испарения равны:
?n=(In-tkn*Cк)/(in-tn*Cn), (15)
где in - теплосодержание сокового пара в данном корпусе, кДж/кг;
In - теплосодержание греющего пара в данном корпусе, кДж/кг;
Cn - теплоемкость щелока, кДж/кг*град;
Cк - постоянная, равная 4,19.
?1= (2742,74-132,62*4,19)/(2695,39-123,24*2,68)= 0,925
?2= (2693,8-100,82*4,19)/(2645,65-92,28*2,88) = 0,954
Коэффициенты использования тепла равны:
?1=?2=0
Коэффициенты самоиспарения равны:
?1=?2=0
Величину тепловых потерь в расчетной практике выражают через тепловой коэффициент полезного действия (?), который равен отношению полезно затраченного тепла к общему его расходу. Приняв ?= 0,93, выражаем количество испаряемой воды в корпусах через расход первичного пара в первом корпусе.
Wn = ?*Dn*?n (16)
где Dn - расход греющего пара в данном корпусе, кг/ч.
W1 = 0,93D1*0,925 =0,86025D1
W2 = 0,93W1*0,954 = 0,93*0,86025D1*0,954 = 0,7632D1
Сложив левые и правые части, получим:
W1+W2= 0,86025D1+0,7632D1
?W = 1,62345D1
D1= ?W/1,62345 = 58571/1,62345 = 42237,8 кг/ч
Количество испаряемой воды по корпусам будут равны:
W1 = 0,86025*42237,8 = 36335,067 кг/ч
W2 = 0,7632*42237,8 = 52235,88 кг/ч
?W = 68571 кг/ч
.3 Расчет теплового баланса выпарки
целлюлоза выпаривание щелок
1. Определим общие тепловые нагрузки.
Теплоотдача - перенос тепла за счет конвекции и теплопроводности от движущегося теплоносителя к стенке и от стенки к теплоносителю.
Q1=D1(I1-tк1*4,19)?, кДж/кг2=W1(I2-tк2*4,19)?, кДж/кг (17)
Q1 = 42237,8*(2742,74-132,62*4,19)*0,93 = 85910326 кДж/кг
Q2 = 36335,067*(2693,9-100,82*4,19)*0,93 = 76756436 кДж/кг
2.Коэффициенты теплоотдачи от стенки к кипящему раствору равны по формуле:
?= 510(1-0,845*Х)?t0,5, (18)
где Х - концентрация раствора, кг/кг раствора;
?t - разность температур стенки и раствора.
?2-1= 510*(1-0,845*0,6455)*10,60,5= 733 Вт/м2град
?2-2= 510*(1-0,845*,05455)*10,50,5= 869 Вт/м2град
.Общие коэффициенты теплопередачи находим по формуле:
К= 1/(1/?1)+(??/?)+(1/?2), (19)
где ?1 и ?2 - коэффициенты теплоотдачи, определяемые по средним температурам теплоносителей;
??/? - термическое сопротивление многослойной стенки.
К1 = 1/(1/9142,91)+0,000915+(1/733) = 419 Вт/м2град
К2 = 1/(1/9114,6)+0,0006279+(1/869) = 526 Вт/м2град
2.4 Расчет поверхн?/p>