Расчет и проектирование абсорбционной установки непрерывного действия для улавливания паров метанола из газовой смеси (воздушной) водой, страница 16

,                                                                                                                                                       (3.2.34)

Уточненное значение произведения (Gr₂∙Pr₂):

 < 8∙10⁵,

следовательно, формула была применена верно.

Расчетное значение температуры стенки согласно формуле (3.2.27):

,

а было принято t_ст2 = 24,83 ⁰С. Расчет поверхностной плотности теплового потока q произведен верно (ε = 4,87%). 

Расчет поверхностной плотности теплового потока q произведен верно.

Расчетная площадь поверхности теплообмена:

,                                                                                                                                                       (3.2.35)

где  F –  расчетная площадь поверхности теплообмена, м²;

Q – кол-во теплоты, передаваемое от воздушной смеси к воде, Вт;

q - поверхностной плотности теплового потока, Вт/м².

Из принятого ряда теплообменников подходит теплообменник со стандартной площадью теплообмена F_ст = 301 м².

Запас площади поверхности теплообмена составит:

Δ = ,                                 (3.2.36)

где Δ — запас поверхности теплообмена, %;

 — номинальная поверхность теплообмена, м².

Запас поверхности теплообмена по формуле (3.2.36) составит:

Δ = 35,83.

Запас площади поверхности теплообмена достаточен.                          

              3.2.2 Расчет гидравлического сопротивления холодильника

1) Трубное пространство.

 Скорость жидкости  в трубах определим по формуле

,                                                                                  (3.2.27)

где — скорость воды  в трубах, м/с;

G₂ – массовый расход воды, кг/с;

— площадь сечения одного хода по трубам, равная 0,052 м² /1/;

ρ₂ – плотность воды.

= 0,104.

Т.к. в трубном пространстве имеет место ламинарный режим (Re₂ < 2300), то коэффициент трения λ_тр не зависит от шероховатости стенок труб, а зависит только от критерия Рейнольдса /1/:

,                                                                                                                                                       (3.2.28)

где  λ_тр – коэффициент трения;

А – коэффициент, зависящий от вида сечения трубы;

Re₂ – критерий Рейнольдса для воды.

Для труб круглого сечения А =64 /4/.

Диаметр штуцеров в распределительной камере, при диаметре кожуха D = 1200 мм и длине труб L = 4 м по таблице 2.6 /1/ равен: d_{тр ш} = 0,2 м

 Тогда скорость в штуцерах:

,                                                                            (3.2.29)

где  ω_{тр ш} – скорость в штуцерах, м/с;

d_{тр ш} – диаметр штуцеров, м;

Расчётная формула для определения гидравлического сопротивления в трубном пространстве /1/:

,      (3.2.30)

где  ∆Р_тр – гидравлическое сопротивление, Па;

λ_тр – коэффициент трения;

L – длина труб,м;

z - число ходов;

ω_тр – скорость воды, м/с;

ρ_тр – плотность воды при 22,69⁰С;

ω_тр.ш – скорость воды в штуцерах, м/с.

2) Межтрубное пространство.

Число рядов труб, омываемых потоком в межтрубном пространстве, где n – число труб. Тогда , m = 18.

При диаметре кожуха D = 1200 мм и длине труб L = 4 м, по таблице 2.7 /1/ находим, что число сегментных перегородок х =6; диаметр штуцеров к кожуху d_мтр.ш = 0,350 м (таблица 2.6 /1/).

 Тогда скорость потока в штуцерах:

,                                                               (3.2.31)

где  ω_{мтр ш} – скорость в штуцерах, м/с;

 G₁ –массовый расход газовой смеси, кг/с;

d_{мтр ш} – диаметр штуцеров, м;

ρ₁ – плотность газовой смеси, кг/м³.

                                                                           

Скорость потока в наиболее узком сечении межтрубного пространства площадью S_м._тр = 0,142 м² (таблица 2.3) /1/ равна ω_м.тр, м/с:

,                                                                            (3.2.32)

.

По формуле (3.2.16) найдём значение критерия Рейнольдса для потока в газа в наиболее узком сечении межтрубного пространства:

.