выпарной аппарат. Курсовой проект. Выпарная установка для концентрирования 15 тонн. Курсовой проект тема Студент Колтыга И. А. Руководитель Смирнов Н. Н

• Название: Курсовой проект тема Студент Колтыга И. А. Руководитель Смирнов Н. Н
• Анкор: выпарной аппарат
• Дата: 11.04.2023
• Размер: 0.64 Mb.
• Имя файла: Курсовой проект. Выпарная установка для концентрирования 15 тонн.doc
• Тип: Курсовой проект; #1052955
• страница: 3 из 3

.
5. Подробный расчет теплообменного аппарата
5.1 Теплоотдача в трубах
По (/1/, табл. 4.1, стр. 151) находим, что теплоотдача для раствора описывается уравнением:



где - критерий Нуссельта; - поправочный коэффициент; Re – критерий Рейнольдса; Pr – критерий Прандтля; - критерий Прандтля при температуре стенки трубы.
Коэффициент примем равным 1, полагая, что (/1/, табл. 4.3, стр. 153), где - длина труб, - эквивалентный диаметр. Критерий Рейнольдса рассчитываем по формуле:



где - средняя скорость потока, и - соответственно плотность раствора и динамический коэффициент вязкости, при средней температуре .
По формуле 3.7 плотность раствора при и % масс. равняется:





Среднюю скорость потока определяем по формуле:


Учитывая, что для труб круглого сечения диаметр труб и эквивалентный диаметр совпадают, то для труб получаем:
.
Критерий Прандтля находим по формуле:

(3.27)

где - удельная теплоемкость, ; - коэффициент теплопроводности, ;

- динамический коэффициент вязкости, .
Коэффициент теплопроводности при и % масс. по формуле 3.15 равняется:

,
.
Таким образом, критерий Pr при и равняется:


Коэффициент теплоотдачи от раствора к стенке:
.
С учетом формулы 3.25 получаем:



5.2 Теплоотдача при пленочной конденсации водяного пара
Для водяного пара в случае конденсации на пучке горизонтальных труб осредненный по всему пучку коэффициент теплопередачи можно рассчитать по формуле:

,

где - поправочный множитель, учитывающий влияние числа труб по вертикали; - наружный диаметр труб; =7240 (взято из /1/, табл.4.6, стр. 162 при температуре конденсации греющего пара); - разность средней температуры конденсации греющего пара и температуры стенки со стороны греющего пара :
.
Поправочный множитель находим по (/1/, рис. 4.7, стр. 162) для шахматного расположения труб и при числе рядов труб по вертикали :
.

Имеем:

5.2.1 Расчет коэффициента теплопередачи
Первое приближение.
Принимаем в первом приближении . Тогда температура стенки со стороны греющего пара равняется:

.
Тогда по формуле (3.29) получаем:
.
При этом удельный тепловой поток от пара к стенке равен:
.
Сумма термических сопротивлений равна:
,
где - соответственно термические сопротивления загрязнений со стороны греющего пара, стенки и со стороны раствора.
По (/1/, табл. XXXI, стр. 531) находим:

,
Для стенки:

,
где - толщина стенки, - коэффициент теплопроводности стали (/1/, табл. XXVIII, стр. 529).
,
.
Поскольку удельный тепловой поток от пара к стенке равен удельному тепловому потоку через стенку , то можно получить:
,
при этом - температура стенки со стороны раствора равна:
,
.
При температуре удельная теплоемкость, динамический коэффициент вязкости и коэффициент теплопроводности, вычисленные, соответственно, по формулам 3.11, 3.15, 3.20 равны:

,

,
;
,

Подставляя найденные значения в формулу 3.27, получаем значение критерия Прандтля при температуре стенки:




По формуле 3.28 находим в коэффициент теплоотдачи от раствора к стенке:
.
Тогда удельный тепловой поток от стенки к раствору равняется:
,
где - вычисленная ранее средняя температура раствора.
.
Расхождение между и в первом приближении составляет
.
Составляем таблицу 3.4, в которую заносим результаты первого и второго приближений , а также проверочный расчет.

Прибли-жения и провероч-ный расчет	Конденсация греющего пара
I	119,6	114,6	5,0	1,07*104	5,36*104
II	119,6	112.80	6.79	9,92*103	6,74*104
III	119,6	112.34	7,26	9,76*103	7,09*104
Прибли-жения и провероч-ный расчет	Стенка и ее загрязнения	Нагревание раствора
I		80,74	2,44	1,52*105	2,19*106
II		70,18	2,81	1.47*105	5,69*105
III		67,54	2,93	1,46*105	1,79*105

Второе приближение.




Принимаем . Результаты - табл 3.4 строка II.

Расхождение по второму приближению: .

По результатам расчетов первого и второго приближения строим график . Полагая, что при малых изменениях температуры, поверхностные плотности и линейно зависят от , графически определяем (рис. 3.3, точка А).

Графическая зависимость


Проверочный расчет.
Расчеты аналогичны расчетам первого приближения (см. табл. 3.4, строку III).

Расхождение и :

Коэффициент теплопередачи равен:

.

Поверхность теплообмена:


Так как , то истинную поверхность теплообменника рассчитывают по формуле:



,

где - внутренний диаметр труб, - число труб, - длина труб.



ПровереноРауДавидычем