r2 – плотность латуни, кг/м3, по таблице 3.11[5] принимаем r2=8430 кг/м3;
dн – наружный диаметр теплообменной трубки, м;
dвн – внутренний диаметр теплообменной трубки, м;
МВ – масса воды в аппарате, кг,
МВ»r3×(2×VД+0,25×p×(Dвн-S)2×h¢+0,25×p×(Dвн-S)2×l¢-Fт×l¢),
VД – объем стандартного эллиптического днища, м3;
Fт – площадь поперечного сечения всех трубок аппарата, м3,
r3 – плотность воды, кг/м3, назначим r3»1000 кг/м3.
mа»7850×0,025×0,25×3,14×(0,642-0,532)=19,84 кг.
МР»0,25×3,14×(0,642-278×0,01642)×0,016×7850=33,03 кг.
МЧ»0,25×1,0×3,14×(0,532-(0,53-0,008)2)×7850=51,89 кг.
МО=0,25×1,917×3,14×(0,532-(0,53-0,008)2)×7850=99,47 кг.
mт=0,25×1,949×3,14×(0,0162-0,0142)×8430=0,77 кг.
МВ»103×(2×0,0218+0,25×3,14×(0,53-0,008)2×1,0+0,25×3,14×(0,53-0,008)2×1,917-0,043×1,917)=585,5 кг.
Gmax»9,81×[99,47+2×33,03+51,89+2×25,9+4×19,84+278×0,77]+9,81×585,5=11263 Н=0,011263 МН.
Расчетная нагрузка, воспринимаемая одной опорой аппарата G, МН:
G=1,1×Gmax/n, где n – количество опор в аппарате, штук, назначим n=2.
G=1,1×0,011263/2=0,0062 МН.
Тогда по расчетной нагрузке G=0,0062 МН по таблице 29.11[5] выбираем стандартную опору ОГ-530-15 МН 5131-63.
В качестве материала изоляции выбираем вату стеклянную.
Для цилиндрической поверхности, диаметром менее 2 м, наружный диаметр dиз, м, однослойной изоляции определяется из формулы:
, где dст – наружный диаметр стенки цилиндрической обечайки, м;
tвоз – температура окружающего воздуха, °С, назначаем tвоз=25 °С;
lиз – коэффициент теплопроводности материала изоляции, Вт/(м×К), коэффициент теплопроводности ваты стеклянной определяется по формуле:
lиз=1,163×(0,034+0,0003×tср),
tср – средняя температура слоя изоляции, °С,
tср=0,5×(tиз+tнс),
tиз – температура наружного слоя изоляции, °С, принимаем tиз=50 °С;
tнс – температура наружной стенки обечайки, °С, принимаем tнс=tн=147,91 °С,
tт – температура теплоносителя в межтрубном пространстве аппарата, °С;
aвоз – коэффициент теплоотдачи между поверхностью теплоизоляции и окружающим воздухом, Вт/(м2×К),
aвоз=0,135
,
lвоз – коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/(м×К), по таблице 9[3] принимаем lвоз=3,481×10-2 Вт/(м×К);
Pr – число Прандтля, по таблице 9[3] принимаем Pr=0,684;
dэкв – эквивалентный диаметр аппарата, м, для вертикального аппарата dэкв=dиз,
Gr – число Грасгофа,
Gr=
,
b - коэффициент объемного расширения воздуха, К-1,
b=(273,15+tm)-1,
tm – температура пограничного слоя воздуха, °С,
tm=0,5×(tиз+tвоз);
Dtm – частный температурный напор, °С,
Dtm=tиз-tвоз;
n - коэффициент кинематической вязкости воздуха м2/с, по таблице 9[3] принимаем n=27,66×10-6 м2/с.
Dtm=50-25=25 °С.
tm=0,5×(50+25)=37,5°С.
b=(273,15+37,5)-1=0,00322 К-1.
Gr=
=1,032×109×
.
aвоз=0,135
=4,18 Вт/(м2×К).
tср=0,5×(50+147,91)=98,96 °С.
lиз=1,163×(0,034+0,0003×98,96)=0,074 Вт/(м2×К).
Наружный диаметр изоляции определяется из выражения, записанного в неявном виде:
,
Из данного выражения получим dиз=0,652 м.
Таким образом толщину слоя изоляции из ваты стеклянной принимаем равной 61 мм.
8 Подбор вспомогательного оборудования
Произведем подбор конденсатоотводчика для проектируемого теплообменника.
Массовый расход конденсата в аппарате:
G1=1,68 кг/с =6048 кг/ч.
Объемный расход конденсата в аппарате:
V1=G1/r1, где r1 – плотность конденсата пара, кг/м3,
r1=(u1)-1,
u2¢ - удельный объем конденсата пара, тогда по таблице I[2], в расчете на температуру насыщения tн=147,91°С, примем u1=0,0010872 м3/кг.
r1=(0,0010872)-1=919,8 кг/м3.
V1=5364/r1=6048/919,8=6,575 м3/ч =6575 л/ч.
Тогда по объемному расходу конденсата V1=6575 л/ч по приложению П-7[1] подбираем поплавковый конденсатоотводчик из III группы с двойным клапаном типа 45ч4бр с максимальной производительностью 7000 л/ч, диаметром проходного клапана 8 мм и условным проходом dу=40 мм. Номер конденсатоотводчика – 3.
9 Перевод внесистемных единиц в систему СИ
1 ккал = 4187 Дж/с = 4,187 кДж/с.
1 ккал/ч = 1,163 Вт.
1 ккал/(ч×м×К) = 1,163 Вт/(м×К).
1 ккал/(ч×м2×К) = 1,163 Вт/(м2×К).
1 мм вод. ст. = 9,81 Па.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.