РАСЧЕТ ГРЕЮЩЕЙ КАМЕРЫ ВЫПАРНОГО АППАРАТА - Проектирование выпарной установки концентрированного водного раствора нитрата натрия производительностью 9 т/ч
Выпарная установка работает при кипении раствора в трубах при оптимальном уровне. При расчете выпарного аппарата мы приняли высоту труб. При расчете установки мы приняли: тепловая нагрузка ; средняя температура кипения раствора хлорида аммония ; температура конденсации сухого насыщенного водяного пара. Для кипящего раствора коэффициент теплопроводности раствора NaNO3 мы рассчитываем по формуле:
, (3.15)
Где, - коэффициент теплопроводности воды, :
, (3.16)
.
Тогда по формуле 2.15 получаем:
Средняя разность температур:
Находим коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося водяного пара к поверхности вертикальных труб по формуле:
, (3.17)
Где (/1/, табл. 4.6, стр. 162).
;
Следовательно,
.
Коэффициент теплоотдачи от стенки труб к кипящему раствору:
, (3.18)
Где
, (3.19)
И - соответственно плотности раствора и его пара при средней температуре кипения, К; - динамический коэффициент вязкости, ; - поверхностное натяжение раствора, Н/м, при и.
Плотность раствора, рассчитанная по формулам 3.6 и 3.7, равна:
;
.
Плотность пара находим по (/1/, табл. LVI, стр. 548):
.
Таким образом, по формуле 3.19 получаем:
.
Динамический коэффициент вязкости рассчитывается по формуле:
, (3.20)
Где - температура раствора, , , ; - вязкость воды, :
(3.21)
При средней температуре кипения раствора получаем:
.
.
Поверхностное натяжение берем по (/1/, табл. XXIII, стр. 526) для нитрата натрия 10 % концентрации:
.
Подставляя найденные значения в формулу 3.18 получаем:
Принимаем тепловую проводимость загрязнений (/1/, табл. XXXI, стр. 531) стенки со стороны греющего пара и со стороны кипящего раствора. Коэффициент теплопроводности стали по (/1/, табл. XXVIII, стр. 529) принимаем равным:
,
По (/3/, табл. 2.2, стр. 16) толщину труб принимаем равной 2 мм. Тогда
.
Ввиду того, что и, для расчета коэффициента теплопередачи принимаем метод последовательных приближений.
Для определения исходного значения, учитывая: что при установившемся режиме теплопередачи, выражаем через :
.
Затем рассчитываем исходные значения и, принимая :
;
.
Находим значение
.
Составляем расчетную таблицу 3.3, в которую записываем исходные данные, , , и результаты последующих расчетов.
Температурный режим работы выпарной установки Таблица3.3
Приближения и проверочный расчет |
Конденсация греющего пара | ||||||
I |
118,5 |
117,04 |
1,46 |
9473,37 |
13831,12 | ||
II |
118,5 |
116.35 |
2.15 |
8599.7 |
18489.4 | ||
III |
118,5 |
115.95 |
2.55 |
8240.6 |
21013.53 | ||
IV |
118,5 |
115 |
2.73 |
8101.25 |
22116.4 | ||
Приближения и проверочный расчет |
Стенка и ее загрязнения |
Кипение раствора | |||||
I |
1785 |
7,75 |
109,29 |
94,4 |
14,89 |
1941,79 |
28913,25 |
II |
1785 |
10.36 |
106 |
94,4 |
11.6 |
2356.4 |
27334.24 |
III |
1785 |
11.8 |
104.15 |
94,4 |
9.75 |
2566.2 |
25020.45 |
IV |
1785 |
12.4 |
102.67 |
94,4 |
8.2 |
2655.25 |
21773 |
I. Первое приближение:
;
;
;
;
;
;
;
.
В первом приближении:.
II. Второе приближение.
Рассчитываем по первому приближению :
,
Тогда
.
Величину определяем, принимая при :
.
Затем выполняем аналогичный расчет (см. строку II в табл. 3.3).
Расхождение и по второму расчету:
.
III. Третье приближение.
Рассчитываем по второму приближению :
,
Тогда
.
Величину определяем, принимая при :
.
Затем выполняем аналогичный расчет (см. строку III в табл. 3.3).
Расхождение и по третьему расчету:
.
По результатам расчетов второго и третьего приближения строим график. Полагая что при малых изменениях температуры поверхностные плотности и линейно зависят от, графически определяем (рис. 3.1, точка А).
IV. Проверочный расчет (см. табл. 3.3).
Расчеты аналогичны расчетам первого приближения.
Расхождение и :
По данным последнего приближения определяем коэффициент теплопередачи:
.
Площадь поверхности теплопередачи:
.
По (/3/ Таблице 2.2 стр. 16) принимаем аппарат Тип 1, Исполнение 2, группа А (С выносной греющей камерой и кипением в трубах), с площадью поверхности теплопередачи 267 (действительная), Трубы 38 х 2 мм, длинной Н = 4000 мм, т. е. с запасом.
Похожие статьи
-
Температура в сепараторе : ; . По [1, табл. LVI] находим давление вторичного пара в сепараторе при температуре : . Температура кипения раствора в...
-
2.2.1 Определение средних температур теплоносителей . Рис. 1 Температурная схема Где t'Нач - начальная температура исходного раствора (по заданию) TБ, tМ...
-
Расход теплоты на выпаривание Тепловая нагрузка выпарного аппарата равна: , (3.9) Где - расход теплоты на нагревание раствора, кВт; - расход теплоты на...
-
МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛЛАНС ПРОЦЕССА ВЫПАРИВАНИЯ Основные уравнения материального баланса: (3.1) (3.2) Где, - соответственно массовые расходы начального и...
-
В данной работе стоит задача спроектировать установку для выпаривания раствора нитрата натрия. Выпаривание - это процесс концентрирования растворов...
-
В однокорпусной выпарной установке подвергается выпариванию водный раствор нитрата натрия под вакуумом. Исходный раствор нитрата натрия с начальной...
-
Процессы выпаривания проводят под вакуумом, при повышенном и атмосферном давлениях. Выбор давления связан со свойствами выпариваемого раствора и...
-
Материальный баланс процесса выпаривания Основные уравнения материального баланса: Где - массовые расходы начального и конечного раствора, кг/с; ХНач,...
-
Расчет теплообменных аппаратов, Дефлегматор - Ректификационная установка
Дефлегматор Для конденсации паров, выходящих из ректификационной колонны принимаем дефлегматор водяного охлаждения. Выбирая его тип, определим площадь...
-
Далее производим расчет поверхности всех теплообменников ректификационной установки. Приводим пример полного расчета поверхности кубового испарителя для...
-
Прочностные расчеты выпарного аппарата и его элементов Конструктивный расчет греющей камеры Определение количества трубок , Где - средний диаметр трубок;...
-
При значительных напряжениях в конкурсе необходима установка линзового компенсатора. Определение коэффициента у, определяющего гибкость компенсатора Где...
-
Испытание двухкорпусной выпарной установки
Отчет по лабораторной работе: испытание двухкорпусной выпарной установки Цель работы: изучение двухкорпусной выпарной установки непрерывного действия,...
-
Обозначенная поверхность Возможный дефект Способ устранения дефекта Номинальный размер по чертежу Способ устранения дефекта Технические требования к...
-
Дефектация выпарного аппарата (выявление и устранение дефектов узлов или деталей) Наименование узлов и деталей Возможный дефект Способ установления...
-
Выбор размеров корпуса аппарата Корпус аппарата состоит из цилиндрической обечайки, днища и крышки. Для нагревания или охлаждения обрабатываемых в...
-
2.3.1 Расход охлаждающей воды Расход охлаждающей воды GВ определим из теплового баланса конденсатора: Где iБ. к. - энтальпия паров в барометрическом...
-
В дефлегматоре конденсируется вода с небольшим количеством метанола. Температура конденсации пара дистиллятора = 65 0С. Температуру воды на входе в...
-
Принимаем среднее значение тепловой проводимости загрязнений стенок со стороны конденсирующегося водяного пара, со стороны кубового остатка (почти чистый...
-
Производительность вакуум-насоса GВозд, кг/с определяется количеством газа (воздуха), который необходимо удалять из барометрического конденсатора: GВозд...
-
Ориентировочный расчет площади зон ТО и ТР производится по формуле: Fз = fa * Хз * Кп(2.9) Где fa - площадь преобладающего в парке автомобиля (в плане),...
-
Расчет дефлегматора В дефлегматоре конденсируется бензол с небольшим количеством толуола. Температура конденсации паров дистиллята t1=80,8°С. Температуру...
-
Расчет толщины стенки резервуара РВСП 38500 м3 - Проектирование резервуара
Наименьшая толщина каждого пояса стенки резервуара выбирается из сортаментного ряда таким образом, чтобы разность толщины стенки и минусового допуска на...
-
Проектный расчет выполняется с подбором материала для прямозубчатых пар по скоростью скольжения в зацеплении. Ориентировочное значение скорости...
-
Расход теплоты, получаемой кипящей жидкостью от конденсирующего пара в кубе-испарителе колонны, Вт, определяется по формуле , (58) Где - расход теплоты,...
-
Расчет кипятильника, Расчет подогревателя - Ректификационная установка непрерывного действия
В кипятильнике кубовый остаток кипит при 107,5 єС. Принимаем давление греющего пара Р=2,561 ат, температура греющего пара t1=127,5 єС. Температурная...
-
1. Выбираем по таблице тип теплообменного аппарата АВЗ с наружной поверхностью охлаждения H = 10200 м2 и коэффициентом оребрения =14,6. 2. . Все расчеты...
-
Задача светотехнического расчета определить потребляемую мощность источников света для обеспечения нормированной освещенности. В результате прямого...
-
В холодильнике кубового остатка происходит охлаждение кубовой жидкости от температуры кипения до 30 0С. Составляем температурную схему процесса и...
-
Средняя плотность жидкости по высоте колонны, кг/м3 определяется по уравнению (14) Где, - плотности низкокипящего и высококипящего компонентов при...
-
Расчет подшипника вручную - Расчет подшипника вручную
Условия работы подшипника скольжения в существенной мере зависят от качества обработки трущихся поверхностей. Шероховатость поверхности характеризуется...
-
Задание Спроектировать кожухотрубный теплообменник для нагревания G, кгс, продукта от начальной температуры t2Н до конечной t2К теплоносителем с...
-
Проверочный расчет валов - Проектирование и применение токарного станка модели 1К660Ф3
Проверочный расчет на прочность и жесткость двухопорных валов произведем с помощью ЭВМ. В ней учитывается тип зубчатой передачи, передающий крутящий...
-
Проверочный расчет зубчатых колес - Проектирование и применение токарного станка модели 1К660Ф3
Проверочный расчет по контактным и изгибным напряжениям, который произведем с помощью ЭВМ, позволяет одновременно производить анализ работоспособности...
-
Расчет припусков на обработку - Проектирование и расчет вала-шестерни
Исходные данные: ; Ra - 1,6; сталь 40Х. Наименование детали: "Вал-шестерня ". Масса заготовки: 94 кг; Заготовка: Поковка. Поверхность: Наружная. Вид...
-
Материальный баланс Для расчета необходимо концентрации исходной смеси, дистиллята и кубового остатка выразить в массовых долях по формуле (1) Где -...
-
5.1 Выбор материала зубчатых колес и назначение термической обработки (см. п. 4.1.) Для конических зубчатых колес твердость шестерни должна быть выше...
-
Расчет днища РВСП 38500 м3 - Проектирование резервуара
Днища резервуаров должны иметь коническую форму для удаления подтоварной воды и удобства зачистки резервуаров с уклоном от центра или к центру. Величина...
-
Обоснование выбора теплообменника В нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, газовой и других отраслях промышленности наибольшее...
-
Расчет коэффициентов теплопередачи - Проектирование кожухотрубчатого теплообменника
Учитывая соотношение между толщиной стенки трубы и ее диаметра расчет коэффициента теплопередачи проводим как для плоской стенки: 1. Задаемся...
РАСЧЕТ ГРЕЮЩЕЙ КАМЕРЫ ВЫПАРНОГО АППАРАТА - Проектирование выпарной установки концентрированного водного раствора нитрата натрия производительностью 9 т/ч