Насадочная абсорбционная колонна
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
обмена, пологая Кор = 13Вт/(м2/К) [6].
, (47)
м2
Выбираем кожухотрубчатый холодильник диаметром 2200мм, с трубами 25х2 мм, длинна труб 6 м, число труб 3876 шт., поверхность теплообмена 1800 м2.
Скорость и критерий Рейнольдса для воды:
, (48)
где S - проходное сечение м2.
м/с
, (49)
Скорость и критерий Рейнольдса для газа:
, (50)
м/с
, (51)
Для расчета процесса теплопередачи необходимо знать температуры tст1 и tст2. Зададимся значениями tст1 и tст2, исходя из того, что t1> tст1> tст2> t2, примем tст1 = 36 С ; tст2 = 30 С (с последующей проверкой).
Коэффициент теплоотдачи для газа:
Газ движется в трубном пространстве Re> 10000, поэтому критерий Нуссельта определим по формуле:
, (52)
где e? - коэффициент, учитывающий влияние угла атаки [6].
=11,06
Коэффициент теплоотдачи найдем по формуле:
, (53)
где l - коэффициент теплопроводности, Вт/(мК).
Вт/(м2К)
Коэффициент теплоотдачи для воды:
При Re> 1000 критерий Нуссельта находим по формуле:
, (54)
где ej - коэффициент, учитывающий влияние угла атаки; Pr, Prст - критерий Прандтля для жидкости и стенки соответственно.
Критерий Прандтля для воды определим по формуле:
, (55)
Критерий Прандтля для стенки определим по номограмме [6]. Prст = 7.
Коэффициент теплоотдачи найдем по формуле (53):
Вт (м2К)
Коэффициент теплопередачи.
, (56)
где a1, a2 - коэффициенты теплоотдачи горячего и холодного теплоносителей, Вт/(м2К); Srст - сумма термических сопротивлений слоев, из которых состоит стенка, (м2К)/Вт.
Вт/(м2К)
Поверхностная плотность теплового потока:
, (57)
Вт
Уточняем значения tст1,tст2:
, (58)
С
, (59)
С
Дальнейшее уточнение не требуется.
Расчетная площадь поверхности теплопередачи:
, (60)
=1655м2
С учетом рассчитанной поверхности теплообмена выбираем теплообменник с поверхностью теплообмена 1800 м2. Проверочный расчет проводить не надо, так как сечение межтрубного пространства останется таким же.
Запас составит:
Итак, окончательно имеем: кожухотрубчатый холодильник диаметром 2200 мм, с трубами 25х2 мм, длинна труб 6 м, число труб 3876 шт., поверхность теплообмена 1800 м2.
8.2 Расчет насосов
8.2.1 Расчёт насоса для подачи абсорбента
Примем скорость аммиачной воды во всасывающей и нагнетательной линии одинаковой и равной 2 м/с. Тогда диаметр трубопроводов нагнетательной и всасывающей линии будет одинаковым и рассчитываться по формуле:
м
Выбираем трубопровод по ГОСТу 1006 мм - ВСт.3.
Расчет потерь на трение и местные сопротивления:
Режим течения аммиачной воды:
Re> 2320 режим турбулентный.
Средне значение абсолютной шероховатости стенок труб е = 0,2мм [6].Относительная шероховатость dэ/е = 50/0,2 = 250. По графику 1.5 [6] находим значение коэффициента трения l = 0,0284.
Сумма коэффициентов местных сопротивлений для всасывающей линии:
??вс=?1+?2=0,5+0,82=1,32
где ?1=0,5 -вход в трубу (с острыми краями);?2= 0,82 -прямоточный вентиль.
Тогда потери на трение и местные сопротивления определяется формулой: (61)
Па
Потери напора на всасывающей линии рассчитываются по формуле:
(62)
м
Сумма коэффициентов местных сопротивлений для нагнетательной линии:
??н=?1+?2+?3=1,0+0,82+0,15=1,97
где ? 1= 1,0 - выход из трубы; ?2 = 0,82 - прямоточный вентиль; ?3 = 0,15 - отвод под углом 900 (R0/d=2).
Потери на трение и местные сопротивления на нагнетательной линии определяется:
Па
Потери напора на нагнетающей линии:
м
Общие потери напора определяются по формуле:
(63)
м
Расчет полного напора, развиваемого насосом:
, (64)
где Н - полный напор, развиваемый насосом, м;ра- атмосферное давление, Па;рабс=ра+р2- абсолютное давление, Па (р2-избыточное давление, Па);Нг- геометрическая высота подачи воды, м;Нп- общая потеря напора, м.
м
Расчет мощности, потребляемой двигателем:
Полезная мощность рассчитывается по формуле:
,(65)
Вт=2,3 кВт
Для центробежного насоса средней производительности примем h =hпhдhн = 0,6. Тогда мощность, потребляемая двигателем насоса, определяется по формуле:
, (66)
кВт
Выбор насоса по ГОСТу:
По табл. 2.5 [6] устанавливаем, что по заданным производительности и напору следует выбрать центробежный насос марки Х8/30,характеристики которого приведены в таблице 2.
Таблица 2
Характеристики насоса и электродвигателя
Марка насосаQ, м3/сН, м столба жидкостиn, об/минhнЭлектродвигательТипNн, кВтhдХ8/302,4•10-32448,30,5АО2-32-24-
Определение предельной высоты всасывания:
Для центробежных насосов запас напора, необходимый для исключения кавитации, рассчитывают по формуле:
, (67)
где n-частота вращения вала, об/с.
м
Предельная высота всасывания определяется по формуле:
, (68)
где А - атмосферное да