4.5 Расчёт холодильника упаренного раствора

Исходные данные:

– расход упаренного раствора

t_нач=85,55°С – начальная температура раствора

t_кон=25 °С – принятая конечная температура раствора

t_внач=5°С – начальная температура воды

t_вкон=15°С – принятая конечная температура воды

Температурная диаграмма:

t

85,55

Δt_б

15 25

Δt_м

5

Определим среднюю движущую силу процесса:

– изменение температуры горячего теплоносителя;

– изменение температуры холодного теплоносителя.

Средняя температура воды

Определим теплоёмкость, вязкость и плотность воды при её средней температуре:

Средняя температура раствора:

Определим теплоемкость раствора при t_ср:

Тепловой баланс холодильника:

Расход охлаждающей воды:

Поверхность теплообмена:

Ориентировочный коэффициент теплопередачи в холодильнике К_Х=500Вт/(м^2.К) из таблицы 2.1 [2].

Определим требуемую площадь трубного пространства (вода подаётся в трубное пространство теплообменника с трубами 25×2 мм, концентрированный раствор подаётся в межтрубное пространство теплообменника), предполагая, что при развитом турбулентном течении Re=10000:

Исходя из сделанных расчетов можем выбрать двухходовой теплообменник с трубами 20×2 c внутренним диаметром кожуха D=400мм, числом труб n=100, длиной труб l=4м, площадью трубного пространства S_тр=0,017м², площадью межтрубного пространства S_мтр=0,025м² и площадью теплообмена 31м², [2]

Скорость течения воды в трубах:

Расчёт критерия Рейнольдса для воды:

5 Выводы по курсовому проекту

В данном курсовом проекте был описан процесс выпаривания раствора нитрата калия. В результате расчетов были выбраны по каталогу следующие аппараты:

выпарной аппарат

F=355 м² (тип 1, исполнение 2)

Диаметр сепаратора – 3600 мм

Диаметр циркуляционной трубы – 1000 мм

Диаметр греющей камеры – 1600 мм

Высота труб – 5000 мм

подогреватель

Диаметр кожуховой трубы –

Диаметр теплообменной трубы –

_{Длина теплообменной трубы – 9м}

_{Площадь теплообмена по одной трубе – 3,02м}²

_{Число труб – 24}

_{Площадь теплообмена – 90,6м}²

барометрический конденсатор

Диаметр – 1000 мм

Условный проход штуцера барометрической трубы – 200 мм

Высота барометрической трубы – 5,464 м

вакуум-насос

Остаточное давление – 38 мм. рт. ст.

Производительность – 6 м³/мин

Типоразмер ВВН – 6

Мощность на валу – 12500 Вт

холодильник

Диаметр кожуха

Общее число труб (25×2 мм)

Число ходов

Длина труб

Площадь поверхности теплообмена

Площадь трубного пространства

Площадь межтрубного пространства

Список использованной литературы:

1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. – Л., 1987.

2. Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию. – М., 1991.

3. Марков А.В., Маркова А.В. Неразборные теплообменники «труба в трубе» (конструкция и основные размеры): Метод. указания. – СПб., СПбГТИ (ТУ), 2001. – 30с.

4. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – М., 1973.

35