Поверхность теплообмена выпарных аппаратов

 

После проведения всех уточнений необходимо вычислить поверхность теплообмена выпарных аппаратов каждой ступени по уравнению теплопередачи:

(88)

где - тепловая нагрузка ступени выпаривания, Вт;

- коэффициент теплопередачи в аппаратах ступени, Вт/(м²×К);

- полезная разность температур в аппарате данной ступени, °С.

 

 

Необходимо оценить возможность возникновения первого кризиса кипения в условиях эксплуатации выпарных аппаратов МВУ. Эта оценка проводится для всех ступеней по следующей методике:

1. Определяют коэффициент теплопередачи в аппарате при длине зоны кипения, равной длине кипятильной трубы:

2. 89)

 

 

где - коэффициент теплоотдачи при конденсации насыщенного водяного пара, Вт/(м²×К), формула (40);

- коэффициент теплоотдачи со стороны раствора в зоне кипения, Вт/(м²×К), формула (75).

 

 

3. Вычисляют плотность теплового потока через стенку кипятильной трубы:

4. (90)

где - температура греющего пара в данном аппарате, °С;

- температура кипения раствора там же, °С.

 

q = ,Вт/м ;

q = ,Вт/м ;

q = ,Вт/м .

q = ,Вт/м

 

4. Вычисляют критическую плотность теплового потока для кипящего раствора по формуле:

5. , (91)

где - скрытая теплота парообразования вторичного пара,

- плотность вторичного пара, кг/м³;

- плотность кипящего раствора, кг/м³;

- коэффициент поверхностного натяжения для раствора, Н/м;

 

 

4. Проводят сравнение действительной плотности теплового потока с критическим значением:

т.к , то по каталогу [10] выбирается выпарной аппарат, у которого поверхность теплообмена соответствует рассчитанной по формуле (88), выбираем с поверхностью теплообмена 630 м², 122–2857-07* и количеством труб равном 1580 штук.

 

Заключение

В данной курсовой работе был произведен расчет многоступенчатой выпарной установки. В результате этого расчета были определены следующие параметры:

1)Число ступеней выпаривания :n= 4шт.

2)Количество выпариваемой воды по ступеням МВУ:

W =0,991 кг/с;

W =2,109 кг/с;

W =3,012 кг/с.

W =3,627 кг/с.

3)Концентрация раствора и давление пара по ступеням МВУ:

b =7,533% ;

b =8,991 %;

b =12,424 %;

b =22,999 %;

 

P =4,448 бар;

P =4,143 бар;

P =2,587 бар;

P = 2,587 бар;

 

4)Коэффиценты теплопередачи в выпарных аппаратах МВУ:

К =460,29Вт/м К ;

К =382,868Вт/м К ;

К =303,979Вт/м К ;

К =289,584Вт/м К ;

 

5)Поверхность теплообмена выпарных аппаратов МВУ:

 

Список литературы

1. Колач Т.Н., Радун Д.В. Выпарные станции. - М.: Машгиз, 1963.

2. Перри Дж. Справочник инженера-химика. – Л.: Химия, 1969, т.1.

3. Ривкин С.Л., Александров А.А. Теплофизические свойства воды и водяного пара. – М.: Энергия, 1980.

4. Майоров В.В. Таблицы и формулы теплофизических свойств воздуха, воды и водяных растворов некоторых неорганических и органических веществ. – Воронеж: ВПИ, 1980.

5. Лебедев П.Д. Теплообменные, сушильные и холодильные установки. М. : Энергия 1972.

6. Голубков Б.Н. Теплотехническое оборудование и теплоснабжение промышленных предприятий / Б.Н. Голубков. М.: Энергия, 1997, 289 с.

7. В.В. Портнов, В.В. Майоров. Многоступенчатые выпарные установки:Учеб. пособие. Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2008, 123 с.

8. РТМ 26-01-104-77. Аппараты выпарные с естественной циркуляцией и кипением раствора в трубах. Метод теплового и гидравлического расчета. – Харьков: НИИхиммаш, 1977.

9. Выпарные трубчатые стальные аппараты общего назначения. – М.: ЦИНТИХимнефтемаш, 1979.

10. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. – Л.: Химия, 1979.

11. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче. – М.: Энергия, 1980.

12. Гельперин Н.И. Выпарные аппараты. – М.: Химиздат, 1947.

13. Машины и аппараты химических производств. /Под ред. И.И. Чернобыльского. – М.: Машиностроение, 1975.

14. РТМ-26-01-54-72. Аппараты выпарные трубчатые с принудительной циркуляцией раствора. Методы тепловых и гидромеханических расчетов. – М.: Минхимнефтемаш, 1972.

15. Кутателадзе С.С., Боришанский В.М. Справочник по теплопередаче. – М.-Л.: ГЭИ, 1959.

16. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. – М.- Л.: ГЭИ, 1960.

17. Кувшинский М.Н., Соболева А.П. Курсовое проектирование по предмету "Процессы и аппараты химической промышленности". – М.: Высшая школа, 1980.

18. Хижняков С.В. Практические расчеты тепловой изоляции. – М.Л.: ГЭИ, 1959.

19. Альперт Л.З. Основы проектирования химических установок. – М.: Энергия, 1973.

20. Расчет и конструирования трубопроводов. Справочное пособие/Под ред. Б.В. Зверькова. – Л.: Машиностроение, 1979.

21. Бакластов А.М. и др. Проектирование, монтаж и эксплуатация тепломассобменных установок: Учеб. пособие для вузов /Под ред. А.М. Бакластова. – М.: Энергоиздат, 1981.

22. Чернобыльский И.И. Выпарные установки. – Киев: КГУ, 1960.

23. Лебедев П.Д., Щукин А.А. Теплоиспользующие установки промышленных предприятий. – М.: Энергия, 1970.