Курсовая выпарка. Пояснительная записка к курсовому проекту Проектирование однокорпусной выпарной установки непрерывного действия для выпаривания раствора нитрата натрия
 Скачать 440.52 Kb.
|
 Коэффициент теплоотдачи и удельный тепловой поток к раствору:  Вт/(м2*К) Вт/м²Тогда проверим условие:   Погрешность в 2,6% вполне допустима в технических расчетах. Полученное значение tст.1 соответствует действительному. Можно определить значение коэффициента теплопередачи:  Вт/(м²*К)Необходимая поверхность теплопередачи:  м² ;  м²Согласно ГОСТ -15188-79, ГОСТ15120-79, ГОСТ15122-79 выбран "Аппарат выпарной 1.3-31-0,3-0,01 ГОСТ 15118-79" с естественной циркуляцией и с соосной греющей камерой и солеотделением с номинальной поверхностью теплообмена 31 м², длиной труб 4000 мм, с количеством ходов 2. Расчет холодильника концентрированного раствора: Определяется тепловой поток и расход охлаждающей воды. Охлаждающая вода поступает при температуре 25ºС. Конечная температура воды - 31ºС. Схема процесса изображена на рисунке: Примем, что раствор охлаждается от  (на выходе из сепаратора) до 30 в холодильнике.31ºС 25ºС 106,5ºС 30ºС Δtб=75,5оС Δtм=5оС Вычисляется средняя интегральная разность температур:  оССредняя температура охлаждающей воды: t1=  [4, 12, стр. 22] Средняя температура раствора NaNO3: t2=  оС [4, 13, стр. 22], индекс «р» означает, что данные относятся к раствору. Тепловой поток, передаваемый от концентрированного раствора к охлаждающей воде, определяется по уравнению теплового баланса для концентрированного раствора:  [1, 1.20, стр. 7], где ср – удельная теплоемкость концентрированного раствора, Дж/(кг*К); Ввиду крайней затруднённости нахождения теплоёмкости 32% раствора NaNO3 при определённой температуре, используем приближённую формулу [1, стр. 46] на границе её применения – при концентрации раствора равной 32%:  Тогда, с учетом 5% потерь, тепловая нагрузка: ВтРасход охлаждающей воды:  где св – удельная теплоемкость охлаждающей воды, Дж/(кг*К):  Дж/(кг*К)Тогда:  кг/сОпределим ориентировочное значение поверхности теплообмена. Коэффициент теплопередачи для случая теплопередачи от жидкости к жидкости (вода) примем ориентировочно:  Требуемая площадь поверхности теплообмена:  [4, 4, стр. 20]F=1,21,4=1,75 м2 По ГОСТ 15118-79 выбран одноходовой кожухотрубчатый теплообменник с диаметром кожуха D=159 мм, числом труб n=13, площадью поверхности теплообмена F=2,0 м 2, длиной труб Н=2,0 м и диаметром труб d=25х2 мм. Расчет толщины тепловой изоляции: Потери теплоты Qпот в окружающую среду приняты были 5% от полезно используемой теплоты. Это составляет 10,6 кВт. Суммарный коэффициент теплоотдачи в окружающую среду лучеиспусканием и конвекцией определяют по эмпирической формуле:  [3, стр. 67], где tиз – температура наружного слоя изоляции,ºС. Исходя из требований техники безопасности, температура наружной поверхности аппарата, работающего в закрытом помещении, не должна превышать 45 ºС. Примем tиз=40ºС, тогда:  Вт/(м²*К).Необходимую толщину изоляции δиз слоя тепловой изоляции находят из равенства поверхностной плотности тепловых потоков через слой изоляции и от поверхности изоляции в окружающую среду:  [3, стр. 67], где: λиз– коэффициент теплопроводности выбранного материала изоляции, Вт/(м²*К); материал - стеклянная вата: λиз= 0,07 Вт/(м²*К) по [2, табл. XXVIII, стр. 529] tвн – температура конденсации греющего пара,ºС; tвн=132,9ºС; Тогда:  Тепловую изоляцию ставят также на трубопроводы и теплообменник. Расчет сборников: Используются два емкостных аппарата: для исходного раствора и для упаренного раствора. Пусть заполнение емкостей рассчитано на одну смену (8 часов). Коэффициент заполнения аппаратов примем равным 0,8. Скорость коррозии материала, соприкасающегося с раствором нитрата натрия не должна превышать 0,1 мм/год. Согласно данным [7, стр. 229 в эл. документе] этому условию соответствует легированная хромовая сталь X13. Объёмы аппаратов:  для исходного раствора, м3 для упаренного раствора, м3 |