Проектирование холодильника-конденсатора для конденсации водяного пара. Определение тепловой нагрузки аппарата, количества тепла при конденсации насыщеных паров, расхода охлаждающей воды, максимальной поверхности конденсации. Механический расчет деталей.
Аннотация к работе
Количество тепла при конденсации насыщеных паров: Qконд = Gп?r = (10*1000/3600)(2141*1000) = 5947222 Вт, где r = 2141КДЖ/кг - теплота конденсации насыщеного пара (определяется по таблице LVII [1, с.550]). Для обеспечения турбулентного течения воды при Re’в > 10000 скорость в трубах с dн = 25x2 мм должна быть больше w’в: м/с, где dв = 25 - 2*2 = 21 мм, ?в = 0,7523 МПА?с - динамическая вязкость воды при Dtcp в = (t2н t2к)/2 = 33?С (определяется по таблице VI [1, с.514]), ?в = 995 кг/м3 - плотность воды при Dtcp = (t2н t2к)/2 = 33?С (определяется по таблице XXXIX [1, с.537]). Критерий Прандтля для воды при Dtcp в = (t2н t2к)/2 = 33?С: Prв = св??в/lв = 4194*(0,7523*10-3)/(62,3*10-2) = 5,06, где lв = 62,3?10-2 Вт/МК - коэффициент теплопроводности воды при Dtcp в = (t2н t2к)/2 = 33?С (определяется по таблице XXXIX [1, с.537]). Определяем критерий Нуссельта для воды: Nuв = 0,021?Reв0,8?Prв0,43?( Prв/ Prct.в)0,25?el = 0,021*(18099)0,8*(5,06)0,43*1,05*1 = 112,8, где el = 1 - коэффициент, зависящий от отношения l/dв и критерия Reв (по таблице 4.3 [1, c.153]), (Prв/ Prct.в)0,25 = 1,05 для воды. Коэффициент теплоотдачи при пленочной конденсации на наружной поверхности пучка горизонтальных труб: ?конд = 2,02?e?lп(?2п?l?n/(?п?Gп))1/3 = 2,02*0,6*(68,5*10-2)/(9232*2*465/(192,7*10-6* (10*100/3600)))1/3 = 9462 Вт/м2К, где e = 0,6 - коэффициент при n > 100 [2, c.23], lп = 68,5?10-2 Вт/МК - коэффициент теплопроводности конденсата при тнас = 142,9?С, ?п = 923 кг/м3 - плотность конденсата при тнас = 142,9?С, ?п = 192,7?10-6 Па?с - динамическая вязкость конденсата при тнас = 142,9?С (значения lп, ?п, ?п определяется по таблице XXXIX [1, с.537]).
Список литературы
1. Павлов К.Ф. и др. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов. Л.: Химия, 1987 - 576 с.;
2. Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию. М.: Химия, 1991 - 496 с.;
3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1971 - 783 с.;
4. Расчет аппарата, нагруженного внутренним и наружным давлением: Методические указания к выполнению курсового проекта по прикладной механике для студ. спец. 25.16 и 26.03.04 / Сост. Б.B. Фофанов, В.В. Воробьева; Перм. гос. тех. ун-т. Пермь, 1993. 80 с.;
5. Лащинский А.А. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник. М.-Л.: Машгиз, 1963 - 470 с.
6. Тимонин А.С. Основы конструирования и расчета химико-технологического и природоохранного оборудования. Справочник, том 2.