Temperatura vaporilor nu se modifică în timpul condensării, prin urmare tcp1 = Tn = 191,7 0 C și temperatura medie a apei. tср 2 = tср 1 -
tcp = 191,7-123,7 = 68 ° C.
1.4 Selectarea caracteristicilor termofizice ale purtătorilor de căldură
Proprietățile termofizice ale lichidelor de răcire sunt determinate la temperaturile lor medii și sunt înregistrate în tabelul 1.
Tabelul 1 Proprietățile termice ale purtătoarelor de căldură
1.5 Calculul aproximativ al suprafeței aparatului. Alegerea designului dispozitivului
Calculul aproximativ este calculul suprafeței suprafeței de transfer de căldură conform valorii aproximative a coeficientului de transfer de căldură K, ales dintre [1, Tabelul. 1.3]. Presupunând K = 800 W / (m 2 × K), deoarece căldura este transferată de la vaporii de condensare la apă, atunci valoarea aproximativă a zonei aparatului conform formulei (1)
Pentru fabricarea schimbătorului de căldură, selectăm țevi din oțel fără sudură cu diametrul de 25x2 mm.
Numărul necesar de tuburi din aparatul n, care asigură o astfel de viteză, este determinat din ecuația:
unde n este numărul de țevi din aparat, buc.;
d este diametrul interior al țevilor, m;
Acceptăm fitinguri cu flanșe din oțel plate sudate cu o proeminență de conectare (tip 1 - figura 10).
Fig. 10 Flanșă pentru fitinguri
Alegem din Dy și py = 0.6 MPa [3, Table. 21,9].
Dimensiunile flanșei de bază:
· Flanșe pentru intrarea și ieșirea apei - Flansa 50-3 GOST 1255-67: Du = 50 mm, Db = 110 mm, Df = 140 mm, h = 13 mm, z = 4 buc., Db = 12 mm;
· Montarea flanșă pentru injecție de abur - flanșă 100-3 GOST 1255-1267: DN = 100 mm Db = 170 mm, dF = 205 mm, z = 4 unități, h = 15 mm, db = 16 mm;
· Flansa racordului pentru evacuarea condensului - Flansa 30-3 GOST 1255-67: Du = 32 mm, Db = 90 mm, Df = 120 mm, h = 15 mm, z = 4 buc, db = 18 mm.
Pentru a atașa capacele pe corpul aparatului, folosim tipul 2 cu un diametru de 325 mm (Figura 10).
Fig. 11 Flanșă pentru aparate
Conform [3, tabelul. 21,9], selectăm dimensiunile principale ale flanșei pentru aparat: flansa I-325-3 GOST 1235-67: Db = 395 mm, Df = 435 mm, h = 20 mm, db = 20 mm, z = 12t; garnitura - paronita GOST 481-80.
2.6 Verificarea necesității instalării unui dispozitiv de compensare
atașamentul rigid la aparatul grătarele conductelor carcasei și țevile din temperatura grătarului țevii determină apariția forțelor în conducte și carcasa (carcasă) la diferite temperaturi și direcțiile lor pot duce la perturbarea extinderea tuburilor în matrice, flambaj conducte și alte fenomene nefavorabile.
Dacă tevile se încălzesc mai mult decât carcasa, acestea devin mai lungi decât carcasa și se apasă pe grilajul tuburilor, încercând să prelungească carcasa însăși (carcasa). În cazul în care solicitările din materialul tuburilor și ale carcasei depășesc valorile admise, este necesar să se instaleze un dispozitiv de compensare (lentilă, cap plutitor etc.).
În conformitate cu [1, tabelul 1.7], diferența de temperatură admisă între cochilie și conducte (care nu necesită instalarea unui dispozitiv compensator) la o presiune Py
1,6 MPa este de 60 ° C.
Pentru schimbătorul de căldură în cauză, temperatura peretelui tuburilor
(vezi subsecțiunea 1.7), iar temperatura minimă a sacoului poate fi considerată egală cu temperatura vaporilor, adică tst (k) = 133 ° C.
Diferența dintre temperaturile jachetei și ale tubului
prin urmare, nu este necesară instalarea unui dispozitiv de compensare.
2.7 Suportul aparatului
Dispozitivele chimice sunt instalate pe fundații sau structuri speciale de susținere cu suporturi. Tipul suportului este ales în funcție de proiectarea echipamentului, de încărcare și de metoda de instalare. Atunci când se instalează dispozitive verticale, labele de pe podea sau de la fundații sunt utilizate pe scară largă. În prezența suporturilor inferioare, aparatul este instalat pe trei sau patru puncte, cu suspendarea între plafoane - cu trei labe sau mai mult.
sarcină de proiectare, aparatul de sprijin perceput, este determinată de forța maximă de gravitație l în condiții de exploatare sau de încercare hidraulică (la umplerea cu apă mașină) sub rezerva unor eventuale sarcini externe suplimentare asupra rezistenței conductelor gravitației, armare și așa mai departe. Greutatea G. Unitate (lichid) este împărțit în numărul de "labe" și în funcție de sarcina admisă pe suport, dimensiunile sale principale sunt alese în conformitate cu [1, tabelul. 2.13].
Luăm numărul de labe egal cu 3, iar sarcina admisă este egală cu 4000 N. [1, Tabelul. 2.13] alege dimensiunile de bază ale suporturilor aparatului vertical la sarcină maximă de 4000 N: a = 75 mm, a1 = 95 mm, b = 95 mm, c = 20 mm, c1 = 50mm, h = 140 mm, h1 = 10 mm, S1 = 5 mm, k = 15 mm, k1 = 25 mm, d = 12 mm.
Fig. 12 Suport vertical
3. Calcul hidraulic
Scopul calculului hidraulic este determinarea valorii rezistenței diferitelor secțiuni ale conductelor și a schimbătorului de căldură și selectarea pompei care asigură debitul dat și capul calculat la pomparea apei.
fluide de transfer de căldură trebuie să fie alimentat în schimbătorul de căldură la o anumită presiune în exces pentru a depăși rezistența la curgere a sistemelor de conducte de dispozitiv și de proces pentru aparatul, mutați fluidul de transfer de căldură de la un punct în spațiu la altul (de exemplu, ridicați-l) și să fie capabil să-i spun viteza suplimentare. În acest caz, lichidul de răcire trebuie să aibă suficientă energie la un moment dat în diagrama fluxului de proces.
Pierderea de energie a lichidului și a gazelor în timpul mișcării, cauzată de frecare internă, determină amploarea rezistenței hidraulice [1, p. 79].
3.1 Calcularea rezistenței hidraulice a conductelor și a aparatelor incluse în acestea
Schimbătoarele de căldură sunt incluse în conductele care fac parte din unitățile de pompare care formează scheme tehnologice ale diferitelor industrii alimentare sau chimice. Calculul face parte din schema unității de pompare propusă în sarcina de proiectare.
Există două tipuri de rezistență hidraulică (pierderea capului): rezistență la frecare și rezistență locală:
. Pentru a calcula pierderea capului după lungime, utilizați formula Darcy-Weisbach [2]:
,
Conform datelor din Tabelul 2, construim caracteristica conductei Hmp = f (V), reprezentând valoarea Hst = 55,3 m pe axa de coordonate.
Punctul de intersecție al caracteristicilor pompei și conductei determină punctul de operare A. Coordonatele punctului de operare:
VA = 16 m 3 / h = 0,0044 m 3 / s; H = 66 m;
%;
Deoarece VA = 16 m 3 / h este mai mare decât viteza de alimentare stabilită VA = 14,4 m 3 / h, este necesară reglarea funcționării pompei pe grilă în unul din modurile: prin acoperirea supapei de pe conducta de presiune (drossel); reducerea vitezei de rotație a arborelui rotorului pompei; tăierea rotorului.
Calculul proiectului de curs constă în trei calcule principale: termice, constructive și hidraulice.
În calculul căldurii a fost determinată suprafața necesară a suprafeței de transfer de căldură, în cazul nostru F = 17,5 m 2, care corespunde unei temperaturi date și condițiilor hidrodinamice optime ale procesului. Conform datelor calculate, schimbătorul de căldură
c. Un GOST 15122-79.
În calculul de proiectare s-au calculat diametrele fitingurilor, au fost alese materiale structurale pentru fabricarea aparatelor, grilelor de tuburi, metoda de localizare și atașare a tuburilor de schimb de căldură și a rețelelor tubulare în carcasă; o diagramă structurală a pereților transversali și distanțele dintre ele; camerele de distribuție, capacele și fundul aparatelor; flanșe și garnituri.
În calculul hidraulic, pompa necesară a fost selectată în funcție de capul necesar, în cazul nostru Hr = 64,4 m și alimentarea setată V = 4 · 10 -3 m 3 / s (234 m 3 / h) selectați pompa CR 15-6 a cărei putere 5,5 kW, care asigură un flux dat și un cap calculat la pomparea apei.
Lista surselor utilizate
2. Pavlov K.F. Exemple și sarcini pe parcursul proceselor și dispozitivelor tehnologiei chimice: Proc. Colec. pentru stud. tehnologie chimică. spec. universități / K.F. Pavlov, P.G. Romankov, A.A. șosete; Ed. PG Romankova. - ed. Revizuit. și suplimentare. - L. Chemistry, 1976. - 552 p.
3. Lashchinsky A.A. Noțiuni de bază privind proiectarea și calculul echipamentelor chimice. Carnet de referință / А.А. Lashchinsky, A.R. Tolchinskiy; Ed. NN Loginova. - 2-ed; Revizuit. și suplimentare. - L. Mashinostroenie, 1970. - 753 p.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: