Определение поверхности теплопередачи выпарных аппаратов
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Башкирский государственный аграрный университет Кафедра «Теплоэнергетика физика»
Б1.В.ОД.12. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
и задания к курсовой работе
по теме: «Расчёт многокорпусной выпарной установки»
Направление подготовки
13.03.01 Теплоэнергетика и теплотехника
Уфа 2015
Методическое указание одобрено и рекомендовано к печати кафедрой «Теплоэнергетика и физика» (протокол № 4 от 15 декабря 2015 г.) и методической комиссией энергетического факультета (протокол № 5 от 26 декабря 2015 г.).
Методическое указание составил:
к.т.н., доцент Инсафуддинов С.З.
к.т.н., доцент Юхин Д.П.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Основные условные обозначения | 4 | |
Задание на проектирование | 5 | |
1 | Определение поверхности теплопередачи выпарных аппаратов | 6 |
2 | Расчёт концентраций упариваемого раствора | 7 |
3 | Определение температур кипения растворов | 8 |
4 | Расчёт полезной разности температур | 12 |
5 | Определение тепловых нагрузок | 12 |
6 | Выбор конструкционного материала | 14 |
7 | Расчёт коэффициентов теплопередачи | 14 |
8 | Распределение полезной разности температур | 17 |
9 | Уточнённый расчёт поверхности теплопередачи | 18 |
10 | Определение толщины тепловой изоляции | 19 |
11 | Расчёт барометрического конденсатора | 19 |
12 | Определение расхода охлаждающей воды | 20 |
13 | Расчёт диаметра барометрического конденсатора | 20 |
14 | Расчёт высоты барометрической трубы | 21 |
15 | Расчёт производительности вакуум-насоса | 21 |
Заключение | 22 | |
Библиографический список | 23 |
Основные условные обозначения
|
|
с – теплоёмкость, дж/(кг∙К);
d – диаметр, м;
D – расход греющего пара, кг/с;
F – поверхность теплопередачи, м2;
G – расход, кг/с;
g – ускорение свободного падения, м/с2;
Н – высота, м;
I – энтальпия пара, кДж/кг;
I – энтальпия жидкости, кДж/кг;
К – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 ∙ К);
Р – давление, Мпа;
Q – тепловая нагрузка, кВт;
q – удельная тепловая нагрузка, Вт/м2;
r – теплота парообразования, кДж/кг;
T, t – температура, град;
W, w – производительность по испаряемой воде, кг/с;
x – концентрация, % (масс.);
α – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2 ∙ К);
ρ – плотность, кг/м3;
μ – вязкость, Па ∙ с;
λ – теплопроводность, Вт/(м ∙ К);
σ – поверхностное натяжение, Н/м;
|
|
Re – критерий Рейнольдса;
Nu – критерий Нуссельта;
Pr – критерий Прандтля.
Индексы:
1, 2, 3 – первый, второй, третий корпус выпарной установки;
в – вода;
вп – вторичный пар;
г – греющий пар;
ж – жидкая фаза;
к – конечный параметр;
н – начальный параметр;
ср – средняя величина;
ст – стенка.
Задание на проектирование.
Спроектировать многокорпусную выпарную установку для концентрирования водного раствора.
Условия проектирования:
1) Вид раствора;
2) Требуемая производительность выпарной установки GH, кг/ч;
3) Начальная концентрация раствора xн ,%;
4) Конечная концентрация раствора xк, %;
5) Давление насыщенного водяного пара при подогреве
раствора Pr1, МПа;
6) Давление пара в барометрическом конденсаторе Pбк , МПа;
7) Прототип проектируемого выпарного аппарата (тип и исполнение)
8) Взаимное направление пара и раствора – противоток;
9) Отбор экстра пара – нет;
10) температура поступающего раствора – при температуре кипения.
Вид раствора выбирается по последней цифре зачетной книжки согласно таблице 1.
Таблица 1. Определение вида выпариваемого раствора
Раствор | Последняя цифра номера зачетной книжки | |||||||||
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
NaOH | - | * | - | - | - | * | - | - | * | |
NaNO3 | - | - | * | - | - | - | * | - | - | |
K2CO3 | * | - | - | * | - | - | - | * | - | - |
NH4NO3 | - | - | - | - | * | - | - | - | * | - |
|
|
Требуемая производительность численно равна двум последним цифрам номера зачетной книжки, т/ч.
Начальная концентрация раствора численно соответствует последней цифре зачетной книжки (если последняя цифра «0» принимается xн=0,5%).
Конечная концентрация раствора численно равна двум последним цифрам номера зачетной книжки.
Давление насыщенного водяного пара, кПа численно равно четырем последним числам номера зачетной книжки.
Давление пара в барометрическом конденсаторе, Па численно равно трем последним цифрам номера зачетной книжки помноженных на 100.
Число корпусов в выпарном аппарате определяется по четности суммы всех цифр номера зачетной книжки. (если сумма четное число – 2 корпуса, если нечетная – 3 корпуса).
Тип циркуляции раствора определяется по четности суммы всех цифр номера зачетной книжки. (если сумма четное число – естественная циркуляция, если нечетная – принудительная).
Тип аппарата определяется по четности суммы всех цифр номера зачетной книжки. (если сумма четное число – 2 тип, если нечетная – 1 тип).
|
|
Определение поверхности теплопередачи выпарных аппаратов
Поверхность теплопередачи каждого корпуса выпарной установки определяют по основному уравнению теплопередачи, м2:
(1)
Для определения тепловых нагрузок Q, коэффициентов теплопередачи К и полезных разностей температур Δtп необходимо знать распределение упариваемой воды, концентраций растворов и их температур кипения по корпусам. Эти величины находят методом последовательных приближений.
Первое приближение при расчете.
Производительность установки по выпариваемой воде определяют из уравнения материального баланса:
(2)
где – расход упариваемого раствора, кг/с; начальная концентрация раствора, % (масс.); конечная концентрация раствора, % (масс.).
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 290; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!