Файл: 1. 1Теоретические основы абсорбции 3.docx

3.5 Определение гидравлического сопротивления абсорбера

Гидравлическое сопротивление сухого насадочного абсорбера P_сн, Па, рассчитывают /1, стр. 461/:
, (3.37)
где  – эффективный коэффициент трения; d_эн – эквивалентный диаметр насадки, м;  – относительный свободный объем насадки, .

Число Рейнольдса для движения газа в насадке:
, (3.38)
где _н – относительная поверхность насадки, ; _y – динамическая вязкость газовой смеси при рабочих условиях, Пас.


Для насадки, которая загружена навалом, эффективный коэффициент трения при Re  40 /1, стр. 461/
, (3.39)

.
Гидравлическое сопротивление сухого насадочного абсорбера P_сн, Па, рассчитываем по уравнению (3.38)
.
Гидравлическое сопротивление насадочного абсорбера со смоченной насадкой P_см, Па, можно рассчитать по формуле:
, (3.40)
где L_м и G_м – массовые расходы жидкости и газа через абсорбер соответственно, .

3.6 Расчет диаметров штуцеров и труб

Для расчетов диаметров штуцеров и труб служит следующее уравнение /3, стр. 16/:
, (3.41)
где _р ‑ рекомендуемая среднерасходная скорость перемещения среды в штуцере, м/с.

---

Определяем диаметр основных технических штуцеров для подвода и отвода жидкой смеси.

Примем штуцер с D_y=100 мм с толщиной стенки 3,5 мм /4/.

Определяем диаметр основных технических штуцеров для подвода и отвода газовой смеси.

Примем штуцер с D_у=250 мм толщиной стенки 3 мм /4/.

4. ПОДРОБНЫЙ РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕННИКА ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ПОГЛОТИТЕЛЯ

Тепловой баланс

Тепловая нагрузка:
, (4.1)
где G₁ ‑ расход поглотителя, ; с₁ ‑ средняя теплоемкость, ; t_н1 ‑ начальная температура теплоносителя, C; t_к1 ‑ конечная температура теплоносителя, С.

Средняя температура поглотителя в теплообменнике:
. (4.2)


Теплоемкость поглотителя (воды) при средней температуре
с=4,18510³ .
Тепловая нагрузка, согласно уравнению (4.1) составляет:

В качестве второго теплоносителя используется захоложенная вода с начальной температурой 10 C и конечной – 18 C.

По определенной по уравнению (4.1) тепловой нагрузке определяются неизвестные параметры второго теплоносителя /1/:
, (4.3)
где G_воды ‑ массовый расход охлаждающего теплоносителя, ; ‑ начальная температура охлаждающего теплоносителя, C; ‑ конечная температура охлаждающего теплоносителя, C; с_воды ‑ теплоемкость охлаждающего теплоносителя, при средней температуре 14 C, рассчитанной по формуле (4.2), равная 4190

---

/4/.

---

Определение ориентировочной поверхности теплообмена

Для определения ориентировочной поверхности теплообмена служит уравнение/4/:
, (4.4)
где К_ор ‑ ориентировочное значение коэффициента теплопередачи; t_ср ‑ средняя разность температур; Q ‑ тепловая нагрузка, определенная по уравнению (4.1), Вт.

Расчет средней разности температур производится с учетом движения теплоносителей. Т.к. при теплообмене в данном конкретном случае наблюдается чистый противоток, то все дальнейшие расчеты производятся для этого вида движения теплоносителей.

Распределение температур теплоносителей на концах теплообменника представлено на рисунке 4.1.

Распределение температур теплоносителей на концах теплообменника
Вода 10 C 18 C

Поглотитель 18 C 32 C

Рис. 4.1.
Для определения разности температур на концах теплообменника служат следующие уравнения:
, (4.5)

, (4.6)
где ‑ начальная температура поглотителя, C; ‑ конечная температура поглотителя, C; ‑ начальная температура охлаждающего теплоносителя, C; ‑ конечная температура охлаждающего теплоносителя, C.

В виду того, что
,
то средняя разница температур определяется
, (4.7)

.
Примем минимальное значение коэффициента теплопередачи 800

---

. При этом ориентировочное значение поверхности теплообмена составит (3.4)
.

Выбор теплообменника

Для теплоносителей, которые движутся по трубам и не меняют своего агрегатного состояния, необходимо принять такое количество труб в одном ходе теплообменника n_x, чтобы обеспечивалось их турбулентное движение. Примем число Рейнольдса для теплоносителя в трубах Re  15000. Тогда турбулентное движение будет обеспечиваться при
, (4.8)
где n – общее число труб теплообменника; z – количество ходов трубного пространства; d – внутренний диаметр труб теплообменника, м;  – вязкость теплоносителя в трубах при средней температуре, Пас. Обычно d для теплообменников 0,016 и 0,021 м.

В трубное пространство целесообразно направить теплоноситель, наиболее загрязняющий поверхность нагрева, т.е. холодный теплоноситель – захоложенную воду.

Вязкость воды при средней температуре 14 С =1,18610^-3 Пас.

В соответствии с определенной поверхностью теплообмена и количеством труб теплообменника для использования в процессе теплообмена принимается теплообменник с /3/:

Диаметр кожуха, мм	1200
Диаметр труб, мм	202
Общим числом труб, шт.	1658
Числом ходов	2
Длиной труб, м	6
Поверхность теплообмена, м2	625,0

Уточнение t_ср.

Уточнение t_ср проводят только в том случае, когда выбран многоходовой теплообменник.

Уточненное значение t_ср рассчитывают по уравнению

---