Расчет тепловой аппаратуры Расчет кубового кипятильника

1)Расчет Q_кип

Q_кип = w₀C₀t₀- w₁C₁t₁+П(Rr_д+i_п)

С = С_ац a + С_б (1-а)

По номограмме: [1. Стр. 562]

Температура	А кДж/кг*К	В кДж/кг*К
t0=99,2◦C	2,72	4,22
t1=80,3◦C	2,85	4,20
t2=64,6◦C	2,98	4,18

С₀ =2,72*0,005+4,22(1-0,005)=4,21 кДж/кг∙С

С₁ =2,85*0,35+4,20(1-0,35)=3,72 кДж/кг∙С

С₂ =2,98*0,995+4,18(1-0,995)=2,98 кДж/кг∙С

r_д = r_аца₂ + r_б (1- а₂)

r_а =1100 кДж/кг (2, с. 541, табл. XLV)

r_в= 2348 кДж/кг (2, с. 541, табл. XLV)

r_д = 1100*0,995+2348(1-0,995)=1106 кДж/кг

i_п = С₂t₂+r_д =1106+4,21*64,6=1299 кДж/кг

Q_кип = 0,905*4,21*99,2-1,389*3,725*80,3+0,484(1,31*1106+1299)=1294 кВт

2)Расчет расхода греющего пара в кипятильнике:

Р_гр= 0,6 МПа

Tн=158,6 ⁰С

r_конд =2070 кДж/кг (2, с. 549, табл. LVII)

D_гр =1294/2070 =0,625 кг/с

3

t, C

F

t_гр = 158,6 С

)Расчет коэффициента теплопередачи

Δ t = t_гп – t₀ = 158,6-99,2 = 59,4 C

К

t₀ = 99,2 C

оэффициент теплопередачи от

к онденсирующегося пара к жидкости:

Для водяного пара:

где H — высота труб

с = 0,943 — для вертикальных теплообменников

(8, с.149)

	T= 158,6 °С
теплопроводность конденсата Вт/(м*К)	0,682
плотность конденсата кг/м3	908
вязкость конденсата 10–6Па*с	169
теплота парообразования r кДж/кг	2087

Коэффициент φ находим по формуле:

Мсм=18.04 кг/кмоль

μ_воды=0,356*10^–3Па*с

ρ_воды=972 кг/м³

μ_смеси=0,330*10^–3Па*с

ρ_смеси=873,2 кг/м³

В качестве материала, из которого сделаны трубы, выбираем (5, с.101):

Х17Н13М2Т

В₀ – коэффициент, учитывающий процесс испарения кубового остатка:

Давление в кубе:

Коэффициент теплопередачи:

Примем К_ор = 700 Вт/м²К. Методом итерации найдем К

K=	1165,09
K=	1392,97
K=	1466,07
K=	1485,98
K=	1491,14

По каталогу выбираем теплообменник (2, с.57):

одноходовой кожухотрубный теплообменник ГОСТ 15121-79

F =46 м²

l = 3000мм

d_н∙s =25*2 мм

f_тр =0,042 м²

n=196 шт.

D=600 мм

Расчет и подбор дефлегматора-конденсатора

Q_к = П(R+1)r₂ = 0,484(1,312+1)1106=1238

Примем температуру воды, входящей в дефлегматор, равной , а температуру выходящей воды .

Тогда расход охлаждающей воды:

Объемный расход воды:

t

t₀=64.6 ⁰C

Д

t=22 ⁰C

t=42.6 ⁰C

вижущая сила теплообменного процесса:

Примем К_ор = 700 Вт/м²К. Тогда:

По каталогу выбираем теплообменник (2, с.57):

двухходовой кожухотрубный теплообменник

F = 57 м²

l = 3000 мм

d_н´ґs = 25´ґ2 мм

f_тр =0,042 м²

n = 240

ρ_смеси=752 кг/м³

Коэффициент теплопередачи рассчитываем по формуле:

Рассчитаем коэффициенты уравнения:

1) Коэффициент А, учитывающий процесс конденсации:

	T=	64,6
теплопроводность конденсата Вт/(м*К)	0,198
плотность конденсата кг/м3	752
вязкость конденсата 10–3Па*с	322
теплота парообразования r кДж/кг	1106
εр=	0,7

2) Коэффициент теплоотдачи α:

Скорость движения воды:

По номограмме находим при (1, с.564):

Вычисляем Nu по формуле (9, с.18):

В качестве материала, из которого сделаны трубы, выбираем (5, с.101):

Х17Н13М2Т



Задаваясь различными значениями K, вычисляем составляющие уравнения теплопередачи

К1=	555,3
К2=	555,3
К3=	555,3
К3=	555,3
К3=	555,3

Методом итераций находим истинное значение К = 556 Вт/м²К

По каталогу выбираем теплообменник (2, с.57):

Шестиходовой кожухотрубный теплообменник

F =46 м²

l = 3000мм

d_н∙s =25*2 мм

f_тр =0,042 м²

n=196 шт.

D=600 мм