Определение поверхности теплопередачи выпарных аппаратов

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 17 Октября 2013 в 20:30, курсовая работа

Краткое описание

Первое приближение при расчете.
Производительность установки по выпариваемой воде определим по формуле
(1)

В первом приближении на основании практических данных, принимаем следующее распределение производительности по выпариваемой воде по корпусам

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 5
1. Определение поверхности теплопередачи выпарных аппаратов 6
2. Расчет концентраций упариваемого раствора 6
3. Определение температур кипения растворов 7
4. Расчет полезной разности температур 8
5. Определение тепловых нагрузок 8
6. Выбор конструкционного материала 11
7. Расчет коэффициентов теплопередачи 11
8. Распределение полезной разности температур 18
9. Уточненный расчет поверхности теплопередачи 19
10. Определение толщины тепловой изоляции 25
11. Расчет барометрического конденсатора 27
12. Определение расхода охлаждающей воды 27
13. Расчет диаметра барометрического конденсатора 27
14. Расчет высоты барометрической трубы 27
15. Расчет производительности вакуум-насоса 28
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 29
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 30

Скачать полностью (278.10 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Прикрепленные файлы: 1 файл

курсач тот.docx

— 310.70 Кб (Скачать документ)

q1 ≠ q2

 

2-е  приближение                      

Принимаем ∆t1 = 9,5 °С и проверим правильность первого приближения по равен-ству удельных тепловых нагрузок.                  

Коэффициент теплопередачи от пара к стенке составит

 

 

 

                                                 


 

 

 

Перепад температур на стенке определим  по формуле

∆tСТ = 6043 ∙ 9,5 ∙ 0,00029 = 16,4 °C

Тогда разность температур составляет

∆t2 = 32,97 - 16,4 - 9,5 = 7,04 °С

Коэффициент теплопередачи от стенки к кипящему раствору составляет

α2 = 11,408 ∙ (6043 ∙ 9,5)0,6 = 8177 Вт/м∙К

Проверим правильность второго  приближения

q1 = α1 ∙ ∆t1

q1= 6043 ∙ 9,5 = 57409 Вт/м2

q2 = α2 ∙ ∆t2

q2= 8177 ∙ 7,04 = 57549 Вт/м2

q1 ≈ q2

Тогда коэффициент теплопередачи  в третьем корпусе составит

 Вт/м2∙К

 

 

8. Распределение полезной разности температур

 

Полезные разности температур в  корпусах установки найдем из условия  равенства

 

их  поверхностей теплопередачи

            (50)

 °С

 °С

 °С

Проверим общую полезную разность температур

∑∆tП = 91,33 + 44,62 + 22,61 = 158,56 °С

       Таблица 7 Сравнение распределенных и рассчитаны

Параметр

1

2

3

Распределенные в первом приближении  значения ∆t, °С

91,33

44,62

22,61

Предварительно рассчитанные значения ∆t, °С

3,27

32,97

122,31





 

Разница составляет больше 5%, поэтому  необходимо произвести перерасчет, в  основу которого будут положены полезные разности температур, найденные из условия равенства поверхностей теплопередачи.  

 

9. Уточненный расчет поверхности теплопередачи

 

Второе  приближение.                     

Во втором приближении принимаем  значения суммарных температурных  потерь

такими же, как и в первом приближении.                

 

       

 

 

 

 

Таблица 8 Параметры  растворов и паров по корпусам после перераспределения 

        температур                           

Параметр

Корпус

1

2

3

Производительность по испаряемой воде W, кг/с

9,616

4,300

11,084

Концентрация растворов Х, %

97,00

17,09

9,74

Температура греющего пара в первый корпус tГ1, °С

284,0

-

-

Полезная разность температур ∆tП, °С

91,33

44,62

22,61

Температура кипения раствора tК = tГ - ∆tП, °С

192,67

124,33

96,69

Температура вторичного пара tВП = tК - ∆' - ∆'', °С

169,95

120,30

94,00

Давление вторичного пара Рвп, МПа

0,795

0,200

0,082

Температура греющего пара tГ = tВП - ∆''', °С

-

168,95

119,30

Температура начала кипения в первом корпусе tН, °С

174,58

-

-

Теплота парообразования rВП, кДж/кг

2047

2202

2272

Теплоемкость раствора С, Дж/кг∙К

2802

3857

4180


 

Определим тепловые нагрузки по корпусам

Q1 = 1,03 ∙ [(GH - W2 - W3) ∙ C2 ∙ (tK1 - tК2) + W1 ∙ rВП1]                           (51)

Q1 = 1,03 ∙ [(26,9 - 4,300 - 11,084) ∙ 3,479 ∙ (192,67 - 124,33) + 9,616 ∙ 2047] = 23106 кВт   

Q2 = 1,03 ∙ [(GH -W3) ∙ C3 ∙ (tK2 - tК3) + W2 ∙ rВП2]                               (52)

Q2 = 1,03 ∙ [(26,9 - 11,084) ∙ 3,79 ∙ (124,33 - 96,69) + 4,300 ∙ 2202] = 11462 кВт

Q3 = 1,03 ∙ [GH ∙ CH ∙ (tK3 - tH) + W3 ∙ rВП3]                                    (53)

Q3 =1,03 ∙ [26,9 ∙ 3,86 ∙ (96,69 - 262,63) + 11,084 ∙ 2272] = 8174,8 кВт    

 

 

Рассчитаем коэффициенты теплопередач               

 

1-е  приближение                      

Принимаем ∆t1 = 2 °С и проверим правильность первого приближения по равен-ству удельных тепловых нагрузок.                  

Средняя температура пленки                   

 °С

 °С

 °С

        

 

 

   Таблица 9 Физические свойства конденсата при средней температуре    

Параметр

Корпус

1

2

3

Теплота конденсации греющего пара rГ, кДж/кг

1512

2047

2202

Плотность конденсата ρж, кг/м3

741,3

897

943

Теплопроводность конденсата λж, Вт/м∙К

0,572

0,679

0,686

Вязкость конденсата μж, Па∙с ∙ 10-3

0,092

0,163

0,231


 

Коэффициент теплопередачи от пара к стенке составит 


                                                                                                                   

                                                                                                                       Вт/м∙К        

Перепад температур на стенке определим  по формуле

 Тогда разность температур составляет           ∆t2 = ∆tП1 - ∆tСТ - ∆t1

 

∆t2 = 91,33 - 4,45 – 2 = 84,8

             Таблица 10 Физические свойства кипящих растворов и их паров  

Параметр

Корпус

1

2

3

Плотность раствора ρ, кг/м3

1291

960

903

Вязкость раствора μ, Па∙с ∙ 10-3

0,684

0,256

0,194

Теплоемкость раствора с, Дж/кг∙К

2802

3857

4180

Теплопроводность раствора λ, Вт/м∙К

0,641

0,668

0,677

Поверхностное натяжение σ, Н/м

0,110

0,079

0,077

Теплота парообразования rВ, кДж/кг

2047

2202

2274

Плотность пара ρп, кг/м3

4,16

1,12

0,48


 

Подставим известные величины в  уравнение

Коэффициент теплопередачи от стенки к кипящему раствору составляет

α2 =  9,957 ∙ (α1 ∙ ∆t1)0,6 = 9,957 ∙ (7777,5 ∙ 2)0,6 = 3260,3 Вт/м∙К

Проверим правильность первого  приближения

 

q1 = α1 ∙ ∆t1

q1 = 7777,5 ∙ 2 = 15555 Вт/м2

q2 = α2 ∙ ∆t2

q2= 3260,3 ∙ 84,88 = 276720 Вт/м2

q1 ≠ q2

 

2-е  приближение                      

Принимаем ∆t1 = 38,6 °С и проверим правильность первого приближения по равен-ству удельных тепловых нагрузок.        

Коэффициент теплопередачи от пара к стенке составит

                    


                                

 

Перепад температур на стенке определим  по формуле

∆tСТ = 3710,7 ∙ 38,6 ∙ 0,00029 = 41,0 °C

Тогда разность температур составляет

 

∆t2 = 91,33 - 41,0 - 38,6 = 11,72 °С

Коэффициент теплопередачи от стенки к кипящему раствору составляет   

α2 = 9,957 ∙ (3710,7 ∙ 38,6)0,6 = 12352,7 Вт/м∙К

Проверим правильность второго  приближения

q1 = α1 ∙ ∆t1

q1= 3710,7 ∙ 38,6 = 143232 Вт/м2

q2 = α2 ∙ ∆t2

q2= 12353 ∙ 11,72 = 144799 Вт/м2

q1 ≈ q2

Тогда коэффициент теплопередачи  в первом корпусе составит

 Вт/м2∙К

 

Коэффициент теплопередачи второго корпуса

 

 

 

1-е  приближение                            

Принимаем ∆t1 = 2 °С и проверим правильность первого приближения по равенству удельных тепловых нагрузок.       

Коэффициент теплопередачи от пара к стенке составит     


                                                                                                                   

                                                                                                                    Вт/м∙К 

 

Перепад температур на стенке определим  по формуле

Тогда разность температур составляет

∆t2 = ∆tП2 - ∆tСТ - ∆t1

∆t2 = 44,62 - 5,21 – 2 = 37,41 °С

Подставим известные величины в  уравнение

Коэффициент теплопередачи от стенки к кипящему раствору составляет

α2 = 11,539 ∙ (α1 ∙ ∆t1)0,6

α2= 11,539 ∙ (9096,8 ∙ 2)0,6 = 4150,8 Вт/м∙К

Проверим правильность первого  приближения

q1 = α1 ∙ ∆t1

q1= 9096,8 ∙ 2 = 18194 Вт/м2

q2 = α2 ∙ ∆t2

q2= 4150,8 ∙ 37,41 = 155282 Вт/м2

q1 ≠ q2

 

2-е  приближение                      

Принимаем ∆t1 = 14,1 °С и проверим правильность первого приближения по равен-ству удельных тепловых нагрузок.      

Коэффициент теплопередачи от пара к стенке составит

 

                    


                                  

 

 

Перепад температур на стенке определим  по формуле

∆tСТ = 5582,7 ∙ 14,1 ∙ 0,00029 = 22,5 °C

Тогда разность температур составляет

∆t2 = 44,62 - 22,5 - 14,1 = 7,98 °С

Коэффициент теплопередачи от стенки к кипящему раствору составляет

α2 = 11,539 ∙ (5582,7 ∙ 14,1)0,6 = 9995,9 Вт/м∙К

Проверим правильность второго  приближения

q1 = α1 ∙ ∆t1

q1= 5582,7 ∙ 14,1 = 78716 Вт/м2

q2 = α2 ∙ ∆t2

q2= 9995,9 ∙ 7,98 = 79795 Вт/м2

q1 ≈ q2

Тогда коэффициент теплопередачи  во втором корпусе составит       

 Вт/м2∙К

 

Коэффициент теплопередачи третьего корпуса             

1-е  приближение                                                  

Принимаем ∆t1 = 2 °С и проверим правильность первого приближения по равенству удельных тепловых нагрузок.       

Коэффициент теплопередачи от пара к стенке составит

 

                                                                             


                                                                                                                 

                                                                                                                    Вт/м∙К

                                                                                                                 

Перепад температур на стенке определим  по формуле          

Тогда разность температур составляет

∆t2 = ∆tП3 - ∆tСТ - ∆t1

∆t2 = 22,61 - 5,02 – 2 = 15,59 °С

Информация о работе Определение поверхности теплопередачи выпарных аппаратов