Файл: 1. 1Теоретические основы абсорбции 3.docx

, (4.9)
где _t – поправочный коэффициент, t_ср.л. – средняя разность температур, рассчитанная для противотока теплоносителей.

Величина _t зависит от схемы движения теплоносителей и рассчитывается по методике /4/. Значение _t берется из специальных графиков. Для определения _t необходимо определить
(4.10)



(4.11)


Величина _t равна 0,99 /4/.

Уточненное значение t_ср
.
Среднюю температуру поглотителя рассчитываем как среднее арифметическое его начальной и конечной температур (4.2).

Средняя температура второго теплоносителя определяется как
(4.12)


В дальнейших расчетах соответственно определенным температурам берут все физические свойства.

---

Определение коэффициента теплоотдачи для поглотителя

Принимаем температуру стенки со стороны горячего теплоносителя равной 23,3 C.Температурный напор со стороны поглотителя составляет /1/: , (4.13)где ‑ температурный напор со стороны поглотителя, C; ‑ температура стенки со стороны поглотителя, C.Перед выбором уравнения для расчета критерия Нуссельта необходимо определить режим течения теплоносителя. Для определения режима течения теплоносителя служит критерий Рейнольдса: , (4.14)где  ‑ скорость движения теплоносителя в теплообменнике, м/с; d_э ‑ эквивалентный диаметр, м; ‑ плотность теплоносителя, ;  ‑ динамический коэффициент вязкости, Пас.Для определения скорости движения поглотителя в межтрубном пространстве служит следующее уравнение: , (4.15)где G ‑ массовый расход поглотителя;  ‑ плотность поглотителя в межтрубном пространстве теплообменника при температуре 25 С, 997 /4/; S_м-тр ‑ площадь сечения потока между перегородками теплообменника, 0,176 м² /3/.После определения всех составляющих уравнения для расчета критерия Рейнольдса можно рассчитать (4.14), в качестве определяющего размера принимаем наружный диаметр труб:При турбулентном движении теплоносителя в межтрубном пространстве уравнение для определения числа Нуссельта для поглотителя /4/ (4.16)Критерий Нуссельта равен

---

(4.17)
Следовательно, коэффициент теплоотдачи для поглотителя

Относительная тепловая нагрузка определяется из выражения
, (4.18)

Для паровоздушной смеси

Определение коэффициента теплоотдачи для охлаждающей воды

Температура поверхности стенки со стороны второго теплоносителя (охлаждающей воды) определяется по уравнению /2/: , (4.19)где r_ст ‑ суммарное термическое сопротивление стенки и ее загрязнений, ;Расчет суммарного термического сопротивления стенки производится по формуле /2/: (4.20)где _ст ‑ толщина стенки, равная 0,002м /3/; _ст ‑ коэффициент теплопроводности материала стенки (стали), 46,5 /4/; r₁ и r₂ ‑ термические сопротивления загрязнений стенок со стороны поглотителя и охлаждающей воды, /4/.После определения неизвестных величин по уравнению (4.19) рассчитывается температуры стенки со стороны воды:Температурный напор со стороны охлаждающей воды составляет , (4.21)где ‑ температурный напор со стороны охлаждающей воды, C; ‑ температура стенки со стороны охлаждающей воды, C.Для расчета коэффициента теплоотдачи для воды необходимо выбрать уравнение для расчета критерия Нуссельта. Перед выбором уравнения для расчета критерия Нуссельта необходимо определить режим течения теплоносителя в трубах.Для определения скорости движения охлаждающей воды в трубах служит следующее уравнение /4/:

---

, (4.22)где G₂ ‑ массовый расход воды, ; n ‑ число труб выбранного теплообменника, равное 1658 шт.; d _экв ‑ внутренний диаметр труб теплообменника, м;Эквивалентный диаметр труб теплообменника, равен для круглых труб, полностью заполненных средой, их диаметру.Это значение соответствует переходному режиму движения воды в трубах, приближенное значение коэффициента теплопередачи можно определить по графику, приведенному /4/.Для расчета _воды служит следующая система уравнений: (4.23)Относительная тепловая нагрузка со стороны охлаждающей воды по формуле (4.18):Определение погрешности в расчете:Т.к. погрешность составляет менее 5%, то принятая температура стенки может считаться удовлетворительной и соответствующей истине /4/.Определение величины средней тепловой нагрузки производится по следующему уравнению: . (4.24)

---

Определение коэффициента теплопередачи и истинной поверхности теплообмена

Определение истинного коэффициента теплопередачи производится по следующему уравнению /2/: , (4.25)где q ‑ тепловая нагрузка, определенная по уравнению (4.24) и равная 739,74 ; ‑ средняя разность температур, определенная по уравнению (4.9) и равная 5,42 С.Определение истинной поверхности теплообмена, необходимой для осуществления процесса теплообмена /4/: (4.26)Теплообменник (см. п. 4.3) выбран не правильно, в связи с тем, что рассчитанная по формуле (4.26) поверхность теплопередачи больше поверхности теплопередачи выбранного стандартизированного теплообменника (625 м²).Поэтому выбираем теплообменник в том же ряду, но с большей поверхностью теплопередачи, равной 937 м².Тогда запас поверхности будет равен

Определение гидравлического сопротивления теплообменника

Гидравлический расчет проводят по формулам расположенным ниже.Для определения гидравлического сопротивления межтрубного пространства теплообменника служит следующее уравнение /3/: , (4.27)где _мтр ‑ скорость движения теплоносителя в межтрубном пространстве, .Число рядов труб, омываемых потоком в межтрубном пространстве, m = /3/; округляя в большую сторону, получим m = 24. Число сегментных перегородок x = 14 /3/. Диаметр штуцеров в кожухе 350 мм. Следовательно, скорость поглотителя в штуцере (4.28)Для определения гидравлического сопротивления трубного пространства теплообменника служит следующее уравнение /3/:

---