Розрахунок і проектування трьохкорпусної випарної установки безперервної дії для концентрації розчину хлористого натрію, страница 7

На підставі знайденої поверхні по ГОСТ 15119 – 79 обираємо кожухотрубчатий| двоходовий теплообмінник з такими параметрами:

площа поверхні теплопередачі F= 40 м² , число труб n = 206, довжина труб l = 3 м, діаметр труб 25 х 2 мм, діаметр кожуха D = 600 мм .

3.4 Розрахунок відцентрового насоса

Основними типами насосів, використовуваних в хімічній технології, є відцентрові, осьові і поршневі. Для проектованої випарної установки використовуємо відцентровий насос. При проектуванні зазвичай виникає завдання визначення необхідного натиску Н і потужності N при заданій подачі (витраті) рідині Q, переміщуваною насосом. Далі по знайденому натиску і продуктивності насоса визначаємо його марку, а по величині потужності на валу – тип електродвигуна до насоса.

Потужність на валу насоса, кВт,

,                                                         (3.8)

де Q – продуктивність насоса, м³/c; Н – натиск, що розвивається насосом, м;  – к.к.д. насосу,  = 0,4 ÷ 0,9;  – к.к.д. передачі (для відцентрового насоса  = 1).

Натиск насоса

,                                                (3.9)

де Р₁ – тиск рідини для вихідного розчину (атмосферне), Па; Р₂ – тиск вторинної пари в першому корпусі, Па; Н_Г – геометрична висота підйому розчину, м, Н _Г = 8 ÷ 15 м; h_п – натиск, що втрачається на подолання гідравлічних опорів (тертя і місцевих опорів) в трубопроводі і теплообміннику, м.

Втрати натиску

,                             (3.10)

де  и  – втрати натиску відповідно в трубопроводі і в теплообміннику, м.  У зв'язку з громіздкістю розрахунку втрати натиску в теплообміннику можна не розраховувати і приймати їх в межах , залежно від швидкості руху розчину в трубах теплообмінника, довжини, кількості труб і числа ходів теплообмінника; w – швидкість розчину, м/с, w = 0,5 ÷ I,5 м/с; l и d – довжина і діаметр трубопроводу, м; l = 10 ÷ 20 м;  –  коефіцієнт тертя;  – сума коефіцієнтів місцевих опорів.

Визначимо діаметр трубопроводу з основного рівняння витрати:

Для визначення коефіцієнта тертя  розраховуємо величину Rе:

,                                                                 (3.11)

де  щільність, кг/м³ і в'язкість, Па∙с вихідного розчину; при концентрації x = 6%;

Для гладких труб при Re = 172502

Визначимо суму коефіцієнтів місцевих опорів :

Коефіцієнт місцевих опорів рівні:

вхід в трубопровід  = 0,5;

вихід з трубопроводу  = 1,0;

коліно з кутом 90º (для труби d = 42 мм);  = 1.6;

вентиль прямоточний  =  (для труби d= 42 мм);

;

Приймемо втрати натиску в теплообміннику  и  апарату плюс 2 метри, Н_Г = 6,5 + 2 = 8,5 м.

Тоді, по формулах (3.8) и (3.9)

;

.

По додатку табл. П11 встановлюємо, що даним подачі і натиску більш всього відповідає відцентровий насос марки Х8/30, для якого в оптимальних умовах роботи Q = 2,4 10^-3 м³/с, H = 30 м, . Насос забезпечений електродвигуном ВАО – 32 – 2 номінальною потужністю N= 4 кВт.

По потужності, споживаній двигуном насоса, визначувана питома витрата енергії:

3.5 Розрахунок об'єму і розмірів ємкостей

Більшістю ємкостей є вертикальні або горизонтальні циліндрові апарати. При проектуванні ємкостей основними керівними документами є нормалі і Державні стандарти, що передбачають наступний нормальний ряд циліндрових апаратів і судин до 200 м³.

0,01, 0,016, 0,025. 0,040 0,100, 0,125, 0,160, 0 200, 0,250, 0,320, 0,400, 0,500, 0,630, 0,800, 1,00, 1,25, 1,60, 2,00 2,50, 3,20, 4,00, 5,00, 6,30, 8,00, 10, 12, 16 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200.

За номінальним обсягом апарату вибирають його основні конструктивні розміри (діаметр, висоту), які повинні відповідати ГОСТ 9941 – 72, ГОСТ 9671 – 72.  Стандарти передбачають наступний ряд зовнішніх номінальних діаметрів D_н, мм:.

200, 250, 300, 350, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2200, 2400, 2600, 2800, 3000, 3200, 3400, 3600, 3800, 4000.

Для виготовлення судин малого розміру допускається вживання сталевих труб із зовнішнім діаметром в мм: 159, 2I9, 273, 325, 377, 426, 480, 530, 630, 720, 820, 920, 1120, 1220, 1420.