тмооп курсовая. Высшего профессионального образования воронежский государственный технический университет
![]()
|
2.5 Определение коэффициентов теплопередачи в выпарных аппаратах МВУДля расчета выпарных аппаратов с цилиндрическими кипятильными трубками, толщина стенок которых не более 2,53 мм, можно пользоваться формулой : ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Часто расчетный коэффициент теплопередачи вычисляют по формуле : ![]() где ![]() ![]() ![]() При кипении раствора, движущегося внутри трубы, имеют место две зоны теплообмена и гидродинамики. а) Зона от начала обогрева до сечения, в котором стенка трубы достигает температуры насыщения, соответствующей давлению в этом сечении, т.е. зона, в которой происходит только повышение температуры раствора при отсутствии процесса кипения. Это так называемая конвективная зона. б) Зона развитого кипения. Методика расчета теплопередачи при пузырьковом кипении в трубе [9] рекомендует следующий его порядок: I. Выбирают отношение площади сечения обратной циркуляционной трубы выпарного аппарата ![]() ![]() ![]() ![]() 2. Определяют размер, пропорциональный отрывному диаметру парового пузыря : ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 3. Определяют число Прандтля для раствора по формуле: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Указанные теплофизические свойства и число Прандтля определяют по концентрации и температуре раствора в данной ступени из [4] : ![]() 4. Кратностью циркуляции ![]() ![]() ![]() где С – коэффициент, значение которого выбирают в зависимости от типа выпарного аппарата по табл. 2 . Таблица 2 - Характеристики циркуляционного контура выпарного аппарата
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() n ![]() ![]() n ![]() ![]() n ![]() ![]() n ![]() ![]() 5. Определяют массовое паросодержание двухфазного потока на выходе из кипятильных труб : ![]() ![]() Вычисляют количество раствора, поступающего в кипятильные трубы : ![]() ![]() 7. Определяют площадь сечения трубного пучка аппарата ![]() где ![]() ![]() Находят массовую скорость двухфазового потока по формуле : ![]() ![]() 9. Определяют число Рейнольдса потока жидкости в конвективной зоне кипятильной трубы: ![]() Если ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 10. Принимаем поправку на компановку труб : ![]() 11. Число Нуссельта вычисляется по формуле : ![]() ![]() Далее определяется коэффициент теплоотдачи со стороны раствора в зоне конвективного теплообмена: ![]() ![]() 12. Находят температуру стенки трубы со стороны конденсирующего пара: ![]() где ![]() ![]() ![]() 13. Определяют температуру пленки конденсата: ![]() ![]() 14. По табл. 4 в зависимости от ![]() ![]() ![]() Таблица 4 - Коэффициент А для воды в зависимости от ![]()
15. Температурный напор насыщенный пар-стенка при конденсации вычисляют по соотношению : ![]() ![]() 16. Коэффициент теплоотдачи при конденсации насыщенного водяного пара рекомендуется вычислять по формуле : ![]() где ![]() ![]() ![]() 17. Усредненную температуру стенки трубы в конвективной зоне определяют из выражения: ![]() ![]() 18. Для определения размеров конвективной зоны предварительно вычисляют следующие коэффициенты: а) ![]() Здесь ![]() ![]() б) ![]() ![]() в) ![]() ![]() г) ![]() ![]() д) ![]() ![]() е) ![]() ![]() 19. Вычисляют параметр двухфазного потока : ![]() ![]() и далее определяют структуру двухфазного потока в зависимости от величины ![]() ![]() ![]() I,II,III,IV,V-пузырьковый поток. 20. Объемная доля жидкости ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 21. Определяют массовое паросодержание двухфазного потока, равное 1/3 от ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 22. Объемную долю жидкости ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 23. Определяют массовое паросодержание двухфазного потока, равное 2/3 от ![]() ![]() x ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 24. Объемную долю жидкости ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 25. Вычисляют количество жидкой фазы на выходе из кипятильных труб: ![]() ![]() 26.Определяют диаметр трубопровода парорастворной смеси, так называемой трубы вскипания. В современных выпарных аппаратах кипение раствора происходит непосредственно в трубе вскипания, установленной над греющей камерой. Кипение в трубах предотвращается за счет гидростатического давления столба жидкости в трубе вскипания [10] : ![]() где ![]() ![]() ![]() 27. Число Рейнольдса для потока в зоне течения парорастворной смеси определяют по приведенной скорости жидкой фазы: ![]() ![]() 28. Коэффициент трения ![]() ![]() ![]() ![]() 29. Число Рейнольдса для потока в зоне кипения определяют по приведенной скорости жидкой фазы: ![]() ![]() 30. Коэффициент трения ![]() ![]() ![]() ![]() 31. Вычисляют коэффициенты для определения размеров конвективной зоны: а) ![]() ![]() б) ![]() ![]() 32. Плотность двухфазного потока раствора на выходе из кипятильных труб вычисляют по формуле: ![]() ![]() 33. Высоту трубопровода парорастворной смеси (трубы вскипания) ![]() ![]() ![]() 34. Определяют статические потери давления в трубопроводе парорастворной смеси: ![]() ![]() 35. Сумму местных сопротивлений трубопровода парорастворной смеси вычисляют по формуле : ![]() Здесь значения ![]() ![]() ![]() 36. Потери давления на преодоление трения и местных сопротивлений в трубопроводе парорастворной смеси вычисляют по соотношению : ![]() где ![]() ![]() 37. Суммарные потери давления в трубопроводе парорастворной смеси определяют по формуле : ![]() ![]() 38. Вычисляют коэффициент в формуле для определения размеров конвективной зоны: ![]() ![]() ![]() 39. Вычисляют потери давления на ускорение парорастворной смеси: ![]() ![]() 40.Находят усредненную по высоте зоны кипения плотность двухфазного потока, определяемую по массовому паросодержанию 1/3 от ![]() ![]() ![]() 41. Вычисляют коэффициенты для формулы определения размеров конвективной зоны: а) ![]() Y ![]() ![]() ![]() Y ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Y ![]() ![]() ![]() б) ![]() ![]() ![]() ![]() I ![]() ![]() ![]() I ![]() ![]() ![]() I ![]() ![]() ![]() в) ![]() ![]() г) ![]() а ![]() ![]() ![]() ![]() а ![]() ![]() а ![]() ![]() д) ![]() в ![]() ![]() ![]() в ![]() ![]() ![]() в ![]() ![]() ![]() в ![]() ![]() ![]() 42. Определяют длину конвективной зоны кипятильной трубы: ![]() ![]() Формулу (75) используют при расчете аппаратов, выпаривающих водные растворы в диапазоне изменения параметров: ![]() ![]() ![]() ![]() 43. Вычисляют длину зоны кипения: ![]() ![]() 44. Рассчитывают скорость потока на выходе из кипятильных труб : ![]() v ![]() ![]() v ![]() ![]() v ![]() ![]() v ![]() ![]() и скорость раствора в трубах : ![]() v ![]() ![]() v ![]() ![]() v ![]() ![]() v ![]() ![]() и далее среднюю логарифмическую скорость потока в трубах по формуле: ![]() v ![]() ![]() v ![]() ![]() v ![]() ![]() v ![]() ![]() 45. Вычисляют коэффициент теплоотдачи со стороны раствора в зоне кипения: ![]() ![]() 46. Вычисляют усредненное по длине трубы значение коэффициента теплоотдачи со стороны раствора: ![]() ![]() 47. По формулам (29) или (31) определяют коэффициент теплопередачи в выпарном аппарате с естественной циркуляцией при условии, что ![]() ![]() ![]() Определяем расчетный коэффициент теплопередачи : ![]() где ![]() |