Расчет абсорбционной холодильной машины
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Для определения числа тарелок графическим методом строим диаграмму равновесия для бинарной смеси аммиак - вода.
"Таблица равновесия для бинарной смеси аммиак-вода."
Таблица 1.
Температура19000001600,110,520,1160,5341400,1840,7440,1990,7551250,240,850,250,8571110,30,90,310,905800,460,9760,4740,977600,5840,9990,60,999400,810,99990,820,9999331111
Определяем минимальное флегмовое число:
По графику равновесия определяем действительное число тарелок . Одну тарелку используем на насадку.
Принимая КПД тарелки ?т=0,5, определяем действительное число тарелок:
Уравнения рабочих линий:
а) верхней части колонны
б) нижней части колонны
Средние концентрации жидкости:
а) верхней части колонны
б) нижней части колонны
Средние концентрации пара находим по уравнениям рабочих линий:
а) верхней части колонны
б) нижней части колонны
Средние температуры пара определяем по диаграмме (рис.2):
а) верхней части колонны
при
б) нижней части колонны
при
Средние мольные массы и плотности пара:
а) ,
.
б) ,
.
Средняя плотность пара в колонне:
.
Температура вверху колонны при равняется , а в кубе-испарителе при она равняется . Плотность жидкого аммиака при , а воды при . Принимаем среднюю плотность жидкости в колонне:
.
Объемный расход проходящего через колонну пара при средней температуре в колонне
,
,
Где
.
Диаметр колонны:
Принимаем диаметр колонны , тогда скорость пара в колонне будет равна:
Высота тарелочной части колонны:
,
где - расстояние между тарелками.
Для диаметра колонны принимаем расстояние между тарелками равным. Тогда:
.
Произведем расчет насадочной части колонны. Выбираем насадку из керамических колец Рашига.
Для беспорядочно засыпанных керамических колец Рашига размером 25253 мм: удельная поверхность и свободный объем .
Диаметр насадочной части колонны:
Скорость пара определяется следующим путем. Сначала рассчитываем фиктивную скорость пара в точке захлебывания (инверсии) по уравнению (при>>):
,
где: - удельная поверхность насадки, ;
- ускорение свободного падения, ;
- свободный объем насадки, ;
и - плотности пара и жидкости, ;
- динамический коэффициент вязкости жидкости;
G и D - массовые расходы жидкости и пара, ;
А=0,125 - для ректификационных колонн в режиме эмульгирования;
, где .
,
,
.
Определяем рабочую скорость пара для колонн, работающих в пленочном режиме:
Принимаем диаметр насадочной части колонны .
Определяем высоту насадочной части колонны:
, где
- эмпирический коэффициент для большинства органических жидкостей; для керамических колец принимается равным- 88;
- диаметр выбранных колец насадки, мм;
=35 - молекулярная масса разгоряченной смеси;
- плотность флегмы,;
- коэффициент, учитывающий смачивание насадки, ;
- средняя температура в колонне, К;
,
Высота насадочной части:
.
Определяем высоту колонны:
, ,.
;
;
Расстояние между тарельчатой частью и насадкой примем равной 450 мм. Тогда:
. Расчет испарителя
Тепловой расчет испарителя для охлаждения жидкого хладоносителя, рассола - раствора NH3 в воде, ведут по формуле:
.
Если заданная холодопроизводительность установки равна Qо , то с учетом тепловых потерь в окружающую среду тепловая нагрузка испарителя определится формулой:
.
, ,
тогда
.
Выбираем аммиачный кожухотрубчатый испаритель завода "Компрессор" марки 180-ИКТ.
Количество рассола, циркулирующего в системе испарителя,
,
где - изобарная теплоемкость рассола,
- температура рассола на входе в испаритель,
- температура рассола на выходе из испарителя.
Скорость движения рассола в трубах испарителя определяется по формуле:
где - плотность рассола,
- площадь сечения одного хода по трубам, определяется по формуле:
здесь - внутренний диаметр труб испарителя,
- общее число труб,
- число ходов труб испарителя.
Коэффициент теплопередачи испарителя определяется двумя методами, результаты которых сравнивают.
I метод
Коэффициент теплопередачи:
где - поверхность теплообмена испарителя; определяется по типоразмеру испарителя,
- средняя разность температур между аммиаком и рассолом, определяется по выражению:
где - температура испарения аммиака.
II метод
Тепловой поток через трубы испарителя находят по формуле:
Коэффициент теплопередачи определяется по выражению:
где - коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к аммиаку;
- коэффициент теплоотдачи от рассола к стенке трубы;
и - диаметр труб, соответственно внутр