4.3 Расчет подогревателя исходного раствора

Рис. 3. Температурная схема движения теплоносителей в подогревателе.

(нашли в 3.2)

(нашли в 3.5.1)

(приняли в 3.3.1)

Найдем среднюю разность температур (формула (41))

Получаем

Среднюю температуру раствора найдем по формуле:

Определим расход греющего пара. Запишем уравнение теплового баланса и выразим из него :

определим по формуле (16) при

найдем по паровой таблице из [2]:

Найдем теплоту на нагрев раствора:

Принимая по [2] ориентировочный коэффициент теплопередачи , рассчитываем ориентировочную поверхность теплообмена по формуле (38):

С учетом запаса в 20% .

По заданию режим течения в подогревателе, также как и в холодильнике, должен быть турбулентный, т.е. . Пусть .

Найдем плотность и вязкость раствора при по формулам (12) и (29) соответственно:

Выбираем теплообменник типа «труба в трубе» [3]:

Таблица 3. Основные параметры выбранного теплообменника «труба в трубе» (подогреватель).

Диаметр трубы, мм		Площадь проходного сечения,			Поверхность теплообмена, м2		Длина труб, м
теплообменной	кожуховой	внутри теплообменной трубы	в кольцевом пространстве

Снова рассчитаем , выразив ее из формулы (45):

Сосчитаем критерий Рейнольдса при новой скорости по формуле (44):

Теперь рассчитаем сколько выбранных элементов площадью F_эл=4,05 м² необходимо соединить, чтобы обеспечить площадь теплоотдачи F_апп = м²:

_{Принимаем число элементов n=7}

4.4 Расчет барометрического конденсатора

Расход охлаждающей воды определяют из теплового баланса конденсатора:

где –расход вторичного пара, кг/с;

–энтальпия паров в барометрическом конденсаторе, Дж/кг;

–теплоемкость воды,

–конечная температура смеси воды и конденсата, ;

–начальная температура охлаждающей воды, , по заданию

По [2] находим при :

Разность температур между паром и жидкостью на выходе из конденсатора должна быть , поэтому принимаем .Теплоемкость воды принимаем равной

Диаметр барометрического конденсатора определяем из уравнения расхода:

где –плотность паров, кг/м³;

–скорость паров, м/с. Принимаем

Плотность паров определяем по паровой таблице из [2]:

Рассчитаем диаметр барометрического конденсатора по формуле (60):

Выбираем конденсатор с диаметром, равным расчётному, или ближайшему большему по [1]:

Барометрический конденсатор:

внутренний диаметр

условный проход штуцера для барометрической трубы

Найдем скорость воды в барометрической трубе:

где – плотность воды, кг/м³,

Высоту трубы определяем по формуле:

где –вакуум в барометрическом конденсаторе, Па,

–сумма коэффициентов местных сопротивлений;

–коэффициент трения в барометрическом конденсаторе;

–запас высоты на возможное изменение барометрического давления, м.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений

где –коэффициенты местных сопротивлений на входе в трубу и на выходе из нее.

Найдем критерий Рейнольдса (формула (44)). Для этого определим динамический коэффициент вязкости воды при конечной температуре смеси воды и конденсата по формуле (30):

По [1] находим, что при таком коэффициент трения равняется .

Подставляя найденные значения в формулу ( ) получаем:

Откуда