Расчет и проектирование установки для очистки газовоздушной смеси от аммиака для предотвращения вредного выброса в атмосферу, страница 13

                                                                                                    (4.1.12)

Коэффициент теплоотдачи от пара α₁, Вт/(м²·К), равен:

                                                                                                    (4.1.13)

где  а – коэффициент, зависящий от площади пластин (принимаем равным 800 согласно источнику [5, стр. 54].

Термическим сопротивлением загрязнений со стороны аммиака и пара пренебрегаем. Из таблицы 2.14 источника [5, стр. 63] принимаем толщину пластин δ_ст = 1·10^-3 м, а также материал – нержавеющую сталь и теплопроводность пластины λ_ст = 17,5 Вт/(м·К).

Термическое сопротивление стенки пластин Σδ/λ, (м²·К)/Вт, составит:

                                                                                                    (4.1.14)

Коэффициент теплопередачи K, Вт/(м²·К):

                                                                                                    (4.1.15)

Проверим правильность принятого допущения относительно Δt, °С, по формуле:

                                                                                                    (4.1.16)

Так как условие Δt ≥ 10 °C не выполняется, определение коэффициента теплоотдачи от пара α₁, Вт/(м²·К), производим по формуле:

                                                                                                    (4.1.17)

где  а – коэффициент, равный 1,15 согласно источнику [5, стр. 53].

Проверим правильность принятого допущения относительно Δt, °С, по формуле:

Условие Δt < 10 °C выполняется.

Требуемая поверхность теплопередачи F, м²:

                                                                                                    (4.1.18)

Теплообменник номинальной поверхностью F = 1 м² подходит с запасом. Масса этого аппарата составляет М = 570 кг (согласно таблице 2.13 источника [5, стр. 63]).

Диаметр присоединяемых штуцеров принимаем из таблицы 2.14 источника [5, стр. 63] равным d_ш = 0,080 м.

Скорость аммиака в штуцерах ω_ш, м/с:

                                                                                                    (4.1.19)

Коэффициент трения ξ:

                                                                                                    (4.1.20)

где  а₂ – коэффициент, зависящий от площади пластин (равен 19,6 согласно источнику [5, стр. 72].

Гидравлическое сопротивление Δp, Па, для аммиака составляет:

                                                                                                                (4.1.21)

где  x – число пакетов для данного теплоносителя, шт. (принимаем равным 1 шт.).

В итоге в выбранной технологической схеме для подогрева газовоздушной смеси используем пластинчатый подогреватель поверхностью теплообмена F = 1 м², поверхностью пластины f = 0,2 м², с числом пластин N = 8 шт. Масса аппарата составляет 570 кг.

4.2 Расчет вентилятора

После подогрева газовоздушной смеси требуется ее нагнетание в абсорбционную колонну. Рассчитаем и выберем стандартный вентилятор для подачи смеси на процесс абсорбции.

При расчете учитываем, что имеем трубопровод с четырьмя коленами под углом 90°.

Принимаем, что гидравлическое сопротивление решетки и других вспомогательных устройств в абсорбере составляет 10 % от сопротивления мокрой насадки (ΔР = 458 Па). Тогда гидравлическое сопротивление аппарата Δр_а, Па, будет равно:

                                                                                                                             (4.2.1)

Примем скорость газовоздушной смеси в трубопроводе ω = 10 м/с. Тогда диаметр трубопровода d, м, определим по формуле:

                                                      (4.2.2)

где  V_г – расход газовоздушной смеси при 20 °С, м³/с.

Выбираем стальной трубопровод наружным диаметром 630 мм и толщиной 9 мм согласно источнику [7]. Тогда внутренний диаметр трубопровода составит d = 0,612 м.

Фактическая скорость в трубе ω, м/с: