Розрахунок і проектування трьохкорпусної випарної установки безперервної дії для концентрації розчину хлористого натрію, страница 5

Перевіримо правильність першого наближення по рівності питомих теплових навантажень:

Як видимий

Для другого наближення приймемо

Вочевидь, що

Для визначення  будуємо графічну залежність теплового навантаження q від різниці температур між парою і стінкою (см. рис. 2.1) і визначуваний  = 1,32 ºС.

Малюнок 2.1 – Залежність питомого теплового навантаження qвід різниці температур ∆t

Перевірка:

Як видимий

Розраховуємо коефіцієнт теплопередачі К₁ у першому корпусі:

Коефіцієнти теплопередачі для другого корпусу К₂ і третього К₃ можна розраховувати так само, як і коефіцієнт К₁ або із скористатися співвідношенням коефіцієнтів, отриманих з практики ведення процесів випаровування. Ці співвідношення варіюються в широких межах:

К₁ : К₂ : К₃ = 1:(0,85÷0,5):(0,7÷0,3)

Для розчинів лугів і нітратів співвідношення коефіцієнтів теплопередачі приймають по нижніх межах, а для розчинів солей – по верхніх.

Для розчину NaClприймемо наступне співвідношення:

К₁ : К₂ : К₃ = 1:0,85:0,7

Тоді

2.7. Розподіл корисної різниці температур

Корисні різниці температур в корпусах установки знаходимо з умови рівності їх поверхонь теплопередачі:

                                               ,                                              (2.17)

де  – загальна корисна різниця температур випарної установки;  – відношення теплового навантаження до коефіцієнта теплопередачі в корпусі; i = 1,2,3 – номер корпусу.

Перевіримо загальну корисну різницю температур установки:

Оскільки розраховані величини теплових навантажень, коефіцієнтів теплопередачі і корисної різниці температур по корпусах, отже, можна знайти поверхню теплопередачі випарних апаратів:

Набутих значень поверхні теплопередачі порівнюємо з визначеною раніше орієнтовною поверхнею F_ор=27,5 м². Відмінність незначна. Значить, розміри випарних апаратів вибрані правильно.

Якщо різниця в поверхні більше 10%, то необхідно вибрати інше значення конструктивних розмірів апаратів (висоти, діаметру і числа труб) і повторити розрахунок.

По ГОСТ 11987 вибираємо апарат з поверхнею теплообміну F=40 м²  і довжиною труб Н = 4 м. Основні технічні характеристики випарного апарату представлені в таблиці 2.6.

Таблиця 2.6 – Технічна характеристики випарного апарату.

F при деаметрі труби   38х2 і довжині Н= 4000мм	Діаметр гріючої камери D, мм	Діаметр сепаратора Dс, мм	Діаметр циркуляційної труби D2, мм	Висота апарату На , мм	Маса апарату m, кг
40	600	1200	400	12500	4700

 

2.8 Визначення товщини теплової ізоляції

Товщину теплової ізоляції  знаходимо з рівності питомих теплових потоків через шар ізоляції в довкілля:

,                                         (2.18)

де  – коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої поверхні ізоляції до повітря, Вт/(м² К) ;  – температура ізоляції з боку повітря, °С; Для апаратів, що працюють усередині приміщення  вибирають в межах 35 ÷ 45 ºС, а для апаратів, що працюють на відкритому повітрі в зимовий час – в інтервалі 0 ÷ 10 ºС.;  – температура ізоляції з боку апарату, ºС (температуру t_ст1 можна приймати рівній температурі того, що гріє пара, зважаючи на незначний термічний опір стінки апарату по порівнянню з термічним опором шаруючи ізоляції);  – температура довкілля (повітря), ºС;  – коефіцієнт теплопровідності ізоляційного матеріалу Вт/(мК).

Як ізоляційний матеріал вибираємо совеліт|, який містить 85% магнезій і 15 % азбесту. Коефіцієнт теплопровідності совеліта|

Товщина теплової ізоляції для першого корпусу:

Таку ж товщину теплової ізоляції приймаємо для другого і третього корпусів.

3 РОЗРАХУНОК ДОПОМІЖНОГО УСТАТКУВАННЯ

3.1 Розрахунок барометричного конденсатора

Для створення вакууму у випарних установках застосовують конденсатори змішення з барометричною трубою. У якість агента, що охолоджує, використовують воду, яка подається в конденсатор найчастіше при температурі довкілля (близько 20 ?С).  Суміш води, що охолоджує, і конденсату виходить з конденсатора по барометричній трубі.  Для підтримки постійного вакууму в системі вакуум постійно відкачує гази, що не конденсуються.