Зная эту величину можно определить температуру кипения раствора в трубах:

Температура греющего пара должна быть больше температуры кипения раствора в трубах на полезную разность температур - :

а по температуре греющего пара определяется давление пара , поэтому необходимо, чтобы, температура была бы величиной , имеющейся в паровой таблице ¹¹ LVII. С этой целью примем т.е. , что строго соответствует давлению греющего пара 2.0 кгс/см^2 . Теперь в связи с корректировкой окончательно примем значение коэффициента теплопередачи
1332
Определим расход греющего пара

По табл. LVII (1, 550) по давлению греющего пара определим удельную теплоту парообразования

Рекомендуемое значение для влажности пара


Удельный расход греющего пара при этом составит:

Расчет барометрического конденсатора

3.3. Расчёт барометрического конденсатора
3.3.1 Расход охлаждающей воды.
Расход охлаждающей воды G_в определим из теплового баланса конденсатора:

---

где i_б.к. - энтальпия паров в барометрическом конденсаторе, Дж/кг;

t_н – начальная температура охлаждающей воды, С;

t_к – конечная температура смеси охлаждающей воды и конденсата, С;
Разность температур между паром и жидкостью на выходе из конденсатора должна быть 3-5 градусов. Поэтому температуру воды t_к на выходе из конденсатора примем на 3 градуса ниже температуры конденсации паров t₀:
t_k=t₀–3
t_k= 79.1-3=76.1 С
Энтальпия паров в барометрическом конденсаторе i_б.к, при температуре t₀ / 2, табл LVI /:
i_б.к,=263310³ Дж/кг;
Удельная теплоёмкость воды с_в :
с_в=4190 Дж.(кгК)
кг/с
3.3.2. Диаметр барометрического конденсатора
Диаметр барометрического конденсатора определим из уравнения расхода:

где  - плотность паров, кг/м³;

 - скорость паров, м/с.
При остаточном давлении в конденсаторе порядка 10⁴ Па скорость паров =15-25 м/с
Возьмём: =20 м/с
Плотность паров  при температуре t₀ / 2, табл. LVI /
=0.284кг/м³
м
3.3.3. Выбор барометрического конденсатора.
Выбираем конденсатор с диаметром, равным расчётному, или ближайшему большему / 3, приложение 4.6 /.

Барометрический конденсатор: внутренний диаметр d_б.к.=1000 мм

Условный проход штуцера для барометрической трубы d_б.т=200 мм
3.3.3. Высота барометрической трубы
Скорость воды в барометрической трубе равна:


Высота барометрической трубы / 3, формула 1 /:

где В – вакуум в барометрическом конденсаторе, Па;

 - сумма коэффициентов местных сопротивлений;

 _тр - коэффициент трения в барометрической трубе;

0,5 – запас высоты на возможное изменение барометрического давления, м.
Вакуум в барометрическом конденсаторе В, Па;
В=Р_атм-Р₀
В=1*10^5-45797=5.4210⁴ Па
Сумма коэффициентов местных сопротивлений :

где _вх

---

, _вых - коэффициенты местных сопротивлений на входе в трубу и на выходе из нее.


Коэффициент трения _тр зависит от режима течения жидкости, определим режим течения воды в барометрической трубе:


Коэффициент динамической вязкости воды _в при t_k (Приложение 2, п.2)
_в=0.5410^-3 Пас

При таком значении Re, коэффициент трения _тр равен / 2, рис 1.5 /.

=0,024



Окончательно имеем:




3.4. Расчет производительности вакуум-насоса.
Производительность вакуум-насоса G_возд, кг/с определяется количеством газа (воздуха), который необходимо удалять из барометрического конденсатора:
G_возд = 0,000025(W+ G_в) + 0,01W

где 0,000025 – количество газа, выделяющегося из 1 кг воды;

0,01 количество газа, подсасываемого в конденсатор через неплотности на 1 кг паров.

G_возд = 0,000025(3.34+ 30.2) + 0,013.34=34*10^-3 кг/с
Объемная производительность вакуум-насоса равна:

где R – универсальная газовая постоянная, Дж/кмольК;

М_возд - молекулярная масса воздуха, кг/моль;

Т_возд – температура воздуха, К;

Р_возд – парциальное давление сухого насыщенного пара (Па) в барометрическом конденсаторе при t_возд.

Температуру воздуха рассчитывают по формуле / 3, с. 179 /:
t_возд = t_н + 4 +0,1(t_к – t_н)
t_возд= 15 + 4 + 0,1(76.1 – 15) = 25.1 С
Давление воздуха Р_возд. равно:
Р_возд=Р₀ - Р_п
где Р_п – давление сухого насыщенного пара при температуре t_возд / 2, табл LVI /

Р_п=0.0323кгс/см^2

Р_возд=(4.60-0.317)10⁴=4.2810⁴ Па
Объемная производительность вакуум-насоса равна:
м³/с = 4.08 м³/мин

Зная объемную производительность V

---

_возд и остаточное давление Р₀ по таблице / 3, приложение 4.7 / выбираем вакуум-насос:
Таблица 4 характеристика вакуум-насоса типа ВВН

.

Типоразмер	Остаточное давление, КПа	Производи-тельность, м3/мин	Мощность на валу, КВт
ВВН-6	38	6	12.5

4. Ориентировочный расчет теплообменного аппарата для подогрева исходного раствора перед подачей в выпарной аппарат.
4.1. Определение средних температур теплоносителей.
t

t_{конд.гр.п.}


Dt_м

t_нач

D t_б
t’_нач
F

Рис. 1 Температурная схема
где t’_нач – начальная температура исходного раствора (по заданию)

Dt_б, Dt_м – большая и меньшая разность температур соответственно, °С;

t_нач – температура исходного раствора после подогревателя, °С ;
Dt_б = t_{конд.гр.п} – t’_нач (24)
Dt_б = 119.6 – 20 = 99.6°С
Dt_м = t_{конд.гр.п} – t_нач (25)
Dt_м = 119.6 –95.4= 24.2°С
Значение средней движущей силы рассчитывается по формуле:
(26)
°С
Средняя температура раствора:
t_ср.р = t_{конд.гр.п} - Dt_ср (27)
t_ср.р =119.6-53.29=66.31°С
4.2. Тепловой баланс подогревателя.
Расход теплоты на подогрев исходного раствора от температуры t’_нач до температуры t

---

_нач найдем по формуле (10), приняв значение теплоёмкости раствора при температуре и концентрации Х_нач ( Приложение 2, п.3 )
Q_нагр= G_начс_нач(t_нач - t’_нач)






Расход греющего пара G_гр.п. найдём по формуле:
(28)
где r – удельная теплота парообразования, Дж/кг; c - степень сухости пара;
c=0.95
Удельная теплота парообразования при температуре t_{конд.гр.п.} / 2, табл. LVI /:
r =2208 кДж/кг
кг/с
4.3. Ориентировочный расчет подогревателя.
Зададимся ориентировочным коэффициентом теплопередачи от конденсирующегося пара к жидкости / 2, табл. 4.8 /:
К_ор=800 Вт/(м²К)
Рассчитаем ориентировочную площадь теплообмена по формуле (23);

Для обеспечения интенсивного теплообмена необходимо обеспечить турбулентный режим течения, он достигается при Re более 10000. Зададимся:
Re=15000
Скорость течения раствора в аппарате с диаметром труб d=20 мм рассчитаем

по формуле:
(29)
где w_тр – скорость течения раствора в трубном пространстве м/с; d₂ – эквивалентный диаметр, м;
Значения коэффициентов вязкости раствора m_р и плотности r_р возьмём при температуре t_ср.р.и концентрации Х_нач ( Приложение 2, п.1,п.2 )





м/с;
Проходное сечение трубного пространства S_тр,м²:

---

Смотрите также файлы

• Для решения задачи используем теоретические знания о возрастных особенностях пятиклассников, рассмотренных в трудах различных авторов, таких как, Н. Н. Баранова, М. В. Григорьева, Д. А. Журавлев, Л. П. Пономаренко и др.docx

• Конструктор lego mindstorms ev3.docx

• Дата основания 1855 Основатели.docx

• допустить к защите.docx

• Литература Введенская Л. А., Павлова Л. Г., Кашаева Е. Ю. Русский язык и культура речи. РостовнаДону, 2003. С. 172 187.docx