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, 2К)/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