Двухкаскадная пропаново-этановая холодильная установка. Разработка испарителя-конденсатора
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
?ии с [2-4]):
для жидкостей 0,1…0,5 м/с при самотёке и 0,5...2,5 м/с в напорных трубопроводах;
для пара 20…40 м/с;
для газов 5…15 м/с.
Диаметр штуцера для ввода жидкого пропана равен
м
Диаметр штуцера для ввода жидкого пропана предусмотренный ГОСТ 14248-79 удовлетворяет расчётному.
Согласно ГОСТ 14248-79 принимаем для штуцера ввода жидкого бензола Dy=100 мм.
Для отвода паров пропана
Согласно ГОСТ 14248-79 принимаем для отвода паров бензола Dy=350 мм.
Патрубок для подвода паров этана
Принимаем штуцер Dу=150, что соответствует значению согласно ГОСТ 14248-79
С целью повышения уровня унификации и стандартизации для отвода конденсата примем патрубок аналогичный патрубку ввода греющего пара. Так же это соответствует ГОСТ 14248-79. Это позволит упростить изготовление и сборку теплообменника при монтаже, а так же при последующих ремонтах.
Патрубок для отвода сконденсировавшегося этана
Для обеспечения унификации оборудования примем штуцер для отвода жидкого этана аналогичный штуцеру подвода паров этана Dу=150 мм.
2.4 Гидравлические расчёты
Гидравлическое сопротивление трубного и межтрубного пространства испарителя определить корректно не представляется возможным т.к при протекании теплообменных процессов происходит изменение агрегатного состояния теплоносителей: в трубном пространстве происходит конденсация пара этана, при которой объём пара сокращается в 447/19,01 = 23,5 раз. Что создаёт перепад давления на входе и выходе их аппарата, а соответственно движущую силу.
Противоположно трубному пространству, в межтрубном происходит вскипание жидкости в результате которого объём пропана значительно увеличивается, что также даёт перепад давлений внутри аппарата и на выходе и создаёт соответствующую движущую силу.
Для гидравлического расчёта такой системы (и подачи паров этана и отвода паров пропана) необходимо знать параметры всёй технологической линии: высотные отметки, на которых расположено оборудование, объём системы, что в рамках данной курсовой работы не представляется возможным.
2.5 Выбор вспомогательного оборудования
Для обеспечения устойчивой работы холодильной установки при колебаниях тепловой нагрузки, изменения температуры окружающей среды, работы установки при отключенных компрессорах необходимо иметь запас рабочего тела в жидком состоянии, что обеспечит работу испарителя, а соответственно и установки в целом. Также при для избегания захлёбывания испарителя жидкостью, необходимо предусматривать сброс излишков жидкости. Для этих целей холодильная установка оснащается вспомогательным ёмкостным оборудованием - ресиверами. Также ресиверы выполняют роль маслоотделителей и сепараторов воздушно - аммиачной смеси. Масло попадает в рабочее тело со стенок цилиндров компрессоров. Попадание мала на стенки теплообменных поверхностей, снижает эффективность теплообмена, что вызывает необходимость его постоянного удаления масла с объёма рабочего тела холодильного контура. Воздух попадает в холодильную систему с картера компрессора на такте всасывания через уплотнения цилиндра и поршня, при заполнении контуров рабочим телом, а также при подпитывании системы рабочим телом. Наличие воздуха приводит к возникновению воздушных пробок, потерь энергии на сжатие пузырьков воздуха и т.д.
Масло собирается в нижней части ресивера и отводиться через нижний штуцер в маслоотделитель, где производиться более тщательное разделение смеси масла и рабочего тела. Жидкий пропан возвращают обратно в холодильный контур, а мало отправляют на регенерацию. Воздушно - пропановая смесь собирается в верхней части ресивера и с неё перетекает в воздухоотделитель. В воздухоотделителе пары пропана конденсируются, за счёт кипения жидкого пропана в другой полости, а воздух отводится в факельную линию.
Выбор ресивера производим из расчёта обеспечения 30 мин работы испарителя за счёт жидкого хладагента, находящегося в ресивере.
Расход пропана, циркулирующего в первом каскаде холодильной установки 4,57 кг/с.
Тогда получасовой запас пропана составит
= (Gп ?)/?п (2.22)= (4,57 1800)/457 =18 м3
Максимальный уровень заполнения ёмкостного оборудования по рекомендациям [ Кувшинский] составляет 85%.
Тогда необходимый объём ресиверов составит
р = 18/0,85=21,2 м3
Схемой предусмотрено в одном каскаде предусмотрено 2 ресивера, один из которых обеспечивает сбор сконденсированного пропана из конденсатора, а второй сбор излишек жидкого пропана с испарителя. Тогда принимаем два ресивера объёмом 12м3 каждый и общей ёмкостью 24 м3.
3 РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ АППАРАТА НА ПРОЧНОСТЬ
.1 Основные расчётные параметры
Расчетное давление в корпусе аппарата - 0,7 МПа. Принимаем по рекомендациям [1] расчётное давление в аппарате 0,7 МПа.
За расчетную температуру принимаем максимально возможную температуру в рабочем состоянии испарителя, но не менее 20С.
Пробное давление при гидроиспытании при Р>0,5 МПа:
(3.1)
3.2 Расчёт цилиндрической обечайки
Расчётная схема обечайки представлена на рисунке 3.1
Расчетная (номинальная) толщина стенки определяется по формуле:
, (3.2)
где D - внутренний диаметр обечайки корпуса,
Рисунок 3.1 - Расчётная схема обечайки
Тогда толщина о?/p>