Расчёт абсорбционной установки
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
p>где ?Рс - гидравлическое сопротивление сухой (не орошаемой жидкостью) насадки;
U - плотность орошения, м3/м2.с;
b = 119 - коэффициент.
Гидравлическое сопротивление сухойнасадки?Рс определим по уравнению:
, (3.21)
где ?0 - скорость газа в свободном сечении насадки, м/с;
? - коэффициент сопротивления, который найдём по формуле:
Скорость газа в свободном сечении насадки:
Подставив численные значения, получим:
4. ПОДРОБНЫЙ РАСЧЁТ ТЕПЛООБМЕННИКА
Кожухотрубчатые теплообменные аппараты могут использоваться в качестве теплообменников, холодильников, конденсаторов и испарителей (рис.4.1). Теплообменники предназначены для нагрева и охлаждения (водой или другими нетоксичными, непажаро- и невзрывоопасными хладагентом) жидких и газообразных сред /3/.
Кожухотрубчатый двухходовой холодильник
1 - крышка распределительной камеры; 2 - распределительная камера; 3 - кожух; 4 - теплообменные трубы; 5 - перегородка с сегментным вырезом; 6 - линзовый компенсатор; 7 - штуцер; 8 - крышка
Рис.4.1
Горячую газовую смесь в количестве G =10000 м3/ч необходимо охладить от tн =1500С до tк =200С. Разобьем поток на две части и произведём расчёт для G1 =5000 м3/ч = 1,39 м3/с (исходя из схемы).
Определение тепловой нагрузки /3/:
(4.1)
где с1 - теплоёмкость газовой смеси,с1= 1166 кДж/кг*К /4/.
Определим количество воды необходимой для охлаждения:
(4.2)
где св - теплоёмкость воды,св= 4190 кДж/кг*К /4/.
Вода при средней температуре t = 850С имеет следующие физико-химические характеристики: ?в = 968 кг/м3; ?в = 0,68 Вт/м*К; ?в = 0,3355*10-3 Па*с /4/.
Среднелогорифмическая разность температур теплоносителей:
(4.3)
где ,
Подставим величины в формулу и получим:
Ориентировочный выбор теплообменника.
Примем ориентировочное значение Reор= 15000, что соответствует развитому турбулентному режиму течения в трубах. Очевидно, такой режим возможен в теплообменнике, у которого число труб, приходящееся на один ход, равно:
, (4.4)
Подставим величины в формулу и получим:
Примем ориентировочное значение коэффициента теплопередачи, соответствующее турбулентному течению: Кор = 180 Вт/м2*К.
Ориентировочное значение поверхности составит:
(4.5)
Подставим и получим:
Из таблицы 2.3 /3/ следует, что из выбранного ряда больше всего подходит теплообменник с трубами длиной L=2 м и номинальной поверхностью F=49,0 м2, диаметром кожуха D = 600 мм, dтр=20 х 2 мм , S=0,078 м2, n= 389 шт, z =1 имеют соотношение n/z = 389.
Произведём уточнённый расчёт поверхности теплопередачи:
Расчет ?1 - ведем методом последовательных приближений.
В первом приближении примем.
Коэффициент теплоотдачи от конденсирующего пара к стенке ?1 равен:
(4.6)
где r1 =2440кДж/кг - теплота конденсации греющего пара /4/;
?1=1,98кг/м3 /2/;
?1=0,53 Вт/(м*К) /4/- теплопроводностьконденсата при средней температуре пленки;
?t - разность температур конденсации пара и стенки, С.
Расчет ?1 - ведем методом последовательных приближений.
В первом приближении примем:
?t=tн - t(w1)
tср= tн - ?tср.лог = 150-27=123 0С
Тогда?t = 150 - 136,5 = 13,5 С.
Для установившегося процесса передачи тепла справедливо уравнения:
(4.7)
где q1 - удельная тепловая нагрузка, Вт/м2;
Отсюда:
Вт/м2
Коэффициент теплопередачи от стенки к кипящему раствору для пузырькового кипения в вертикальных кипятильных трубках при условии естественной циркуляции равен:
(4.8)
Oпределим критерий Nuпренебрегая поправкой
Подставим и получим:
(4.9)
где
Тогда
Во втором приближении примем.
tср= tн - ?tср.лог = 150-27=123 0С
Тогда ?t = 150 - 133,5 = 16,5 С.
Вт/м2
Коэффициент теплопередачи от стенки к кипящему раствору для пузырькового кипения в вертикальных кипятильных трубках при условии естественной циркуляции равен:
Подставим и получим:
Тогда
q1? q2
Расхождение между тепловыми нагрузками не превышает 3%, следовательно, расчет коэффициентов ?1 и ?2 на этом можно закончить.
Коэффициент теплопередачи рассчитывается по формуле:
(4.10)
Сумма термических сопротивлений стенки труб из нержавеющей стали равна:
??/?=0,000905172 м2*К/Вт
Коэффициент теплопередачи равен:
Требуемая поверхность теплопередачи составит:
Данный кожухотрубчатый теплообменник с трубами длиной L=2м и номинальной поверхностью F=49м2 подходит с запасом:
Гидравлическое сопротивление в трубном пространстве ?pтр рассчитываем по формуле:
(4.11)
Скорость жидкости в трубах рассчитывается по формуле:
(4.12)
Отсюда скорость в трубном пространстве будет равна:
м/с
Коэффициент трения в трубах рассчитывается по формуле:
(4.13)
где е=?/d=0,0002/0,016=0,0125 - относительная шероховатость труб;
? - высота высту