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




РАСЧЕТ ГРЕЮЩЕЙ КАМЕРЫ ВЫПАРНОГО АППАРАТА - Проектирование выпарной установки концентрированного водного раствора нитрата натрия производительностью 9 т/ч

Предыдущая | Следующая