Конструирование сальникового подогревателя типа ПС-115 улучшенных характеристик, страница 12

                                            ,                                           (IX.4)

– суммарная   потеря давления на преодоление трения;

– суммарная потеря давления на преодоление местных сопротивлений.

Па.

д) Мощность, потребляемая насосом при перекачке воды, кВт.

                                              ,                                        (IX.5)

где

– общая  падение давления воды;

G₂ – массовый расход нагреваемого теплоносителя, кг/ч ;

r =998,2 кг/м³– плотность нагреваемого теплоносителя при средней температуре;

h = 0,8 - КПД насоса.

    кВт.

По расчётным мощности, напору и расходу насоса выбираем стандартный конденсаторный насос:

ЭКН-18-К-вертикальный моноблок насос, привод насоса осуществляется фланцевым электродвигателем, число колёс насоса 2, число оборотов 1450 об/мин.

X.  Расчёт тепловой изоляции.

Все теплообменные аппараты, рабочая температура которых превышает 60⁰С  подлежат обязательной тепловой изоляции. Расчёт выполняется при следующих условиях: температура на поверхности изоляции принимается равной t_из=50⁰С, температура окружающей среды t_воз=25⁰С, теплообменный аппарат установлен в закрытом помещении.

Толщина изоляции для цилиндрических поверхностей, имеющих диаметр не более 2 м., вычисляется из соотношения:

                   ,                     (X.1)

где

d_ст  – наружный диаметр цилиндрической стенки, м;

t_т  – температура теплоносителя внутри обечайки, °С;

t_воз – температура воздуха внутри помещения, °С;

l_из – коэффициент теплопроводности материала изоляции, Вт/(мК);

a_воз – коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции к воздуху, Вт/(м²К);

Для изоляционного материала типа минерало-ватные маты коэффициент теплопроводности определяется как:

l_из =1,163(0,051+0,00016t_ср),                           (X.1.а)

где

t_ср - средняя температура изоляции, °С;

t_ср=0,5(t_н+t_ст);                                              (X.1.б)

Для аппаратов с конденсацией пара температура стенки принимается равной температуре насыщения теплоносителя, то есть t_ст»t_н;

t_ср=0,5(t_н+t_ст)=0,5(50+80,1)=65⁰С;

l_из =1,163(0,051+0,00016t_ср)=1,163(0,051+0,0001665)=0,07, Вт/(мК);

Коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции к воздуху a_воз  определяется по уравнению Нуссельта:

                      Nu = ,                       (X.2)

где

Gr -  число Грасгофа;

Рг=- число Прандтля;

t_m=0,5(t_н+t_воз)=0,5(50+25)=37,5 - температура пограничного слоя, ⁰С;

Dt_m=t_н–t_воз =25 - температурный перепад, °С;

l_воз =f(t_m)= 0,027375 - коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/м;

n= f(t_m)= l 6,7210^-6  - коэффициент кинематической вязкости воздуха;

b= f(t_m)= - коэффициент объемного расширения воздуха;

l_о - определяющий линейный размер, принимаемый равным l_о= d_из, м (определяется конструктивно),предварительно принимаем диаметр изоляции равным d_из= 0,620 м., значит l_о = 0,62 м.

g= 9,81 м/с² - ускорение свободного падения;

а - коэффициент температуропроводности воздуха, м²/с;

Теперь определим все неизвестные из формул (X.1), (X.2) и найдем толщину изоляции.

b= 1/(273,15 + t_m) =1/(273,15 + 37,5)=0,0032 ;

Gг= ;

Рг==;

Nu= ;

Тогда  a_воз = Вт/(м²К);

;

;

»0,027;

Определяем значение логарифма: d_из/d_ст=1,03.

Окончательно толщину изоляции определяем по формуле:  

 м.

Список использованной литературы:

1.  Кунтыш В.Б., Мирмов Н.И. Теплообменные аппараты в примерах и расчётах. – Архангельск, АЛТИ, 1976.

2.  Лебедев П.Д.,Щукин А.А. Конструирование установки промышленных предприятий /курсовое проектирование/.–Москва: Энергия,1970.

3.  Лащинский А.А. Конструирование сварных химических аппаратов /справочник/. –Ленинград: Машиностроение,1981.

4.  Криворот А.С. Конструирование и основы проектирования машин и аппаратов химической промышленности. – Москва: Машиностроение. 1976.

5.  Чиркин В.С. Теплофизические свойства веществ. Физматгиз. 1959.

6.  Михалёв М.Ф. Расчёт и конструирование машин и аппаратов химических производств. /примеры и задачи/ - Ленинград: Машиностроение. 1984.

7.  Данилова Г.Н. Теплообменные  аппараты в примерах и расчётах – Ленинград: Машиностроение. 1986.

8.  Кунтыш В.Б. Газожидкостные теплообменники. Расчет и основы проектирования. – Архангельск, АЛТИ, 1976.-128с.