Рисунок 2.4 — Температурная схема процесса испарения
Средняя разность температур определяется по среднелога-рифмической зависимости [1]:
(2.3)
2.4 Материальные балансы и технологические расчеты
Агрегатное состояние 25 %-го раствора СаСl2 не изменяется, то его расход определяется по уравнению, [1]:
Gг = 
(2.4)
Gг = 
Для приобретения полной версии работы перейдите по ссылке.Произведем проверочный расчет выбранного испарителя.
При значении 
>20
величина Nu рассчитывается по формуле:
Тогда
Определяем коэффициент теплопередачи:
Кисп = 
Вт/(м2∙К)
где λ сm=17,5 Вт/(м∙К) [1], δ=0,002 мм - коэффициент теплопроводности материала стенки труб и ее толщина;
Σr3=2,0∙10-4 (м2∙К)/Вт [1] - сумма термических сопротивлений загрязнений стенок.
Расчетная поверхность теплообменника определяется из основного уравнения теплопередачи:
Fр = 
Окончательно выбираем в соответствии с ГОСТ 15120-79 кожухотрубный теплообменник со следующими характеристиками:
Поверхность теплообмена – 14,5 м2;
Диаметр кожуха – 325 мм;
Диаметр труб – 25×2 мм;
Число ходов по трубам – 1;
Число труб общее – 62 шт;
Число труб в одном ходу – 62 шт;
Длина труб – 3 м.
Определяем запас поверхности по формуле:
Δ= 
(2.19)
Δ= 
Поверхность выбранного теплообменника полностью удовлетворяет нормальным условиям протекания технологического процесса Δ=5÷20 %.
Конструктивные расчеты.
По формуле [3]:
(2.20)
определяем диаметры патрубков для рабочих сред при их параметрах (затраты, скорости и плотность)
Скорости движения теплоносителей:
-для жидкостей: 0,1 — 0,5 м/с - при самотёке;
0,5 — 2,5 м/с - в напорных трубопроводах;
- для пара 15- 40 м/с;
- для газов 5-15 м/с.
Диаметр патрубка для входа и выхода 25 %-ного раствора СаСl2 в аппарат (при плотности ρ= 1240 кг/м3)
Диаметр патрубка для входа аммиака в аппарат
Диаметр патрубка для выхода пара аммиака из аппарата
Принимаем диаметры патрубков равными:
- для входа 25 %-ного раствора СаСl2 в аппарат - 35 мм;
- для выхода 25 %-ного раствора СаСl2 - 35 мм;
- для входа аммиака в аппарат - 35 мм;
- для выхода пара аммиака из аппарата - 120 мм.
3. 
Прочностные расчеты аппарата
Основные расчетные параметры:
Максимальная рабочая температура среды t=20 оС.
Рабочее давление в межтрубном пространстве Р=0,2 МПа.
Рабочее давление в трубном пространстве Р=0,28 МПа.
Расчетное давление для аппаратов с рабочим избыточным давлением Р>0,07 МПа согласно рекомендациям приведенным (2, стр.9) составит
Рмтр=1,1р=1,1·0,2=0,22 МПа. (3.1)
Ртр=1,1р=1,1·0,28=0,31 МПа.
Расчеты на прочность выполняются с учетом прибавки, в данном случае принимаем равной:
С=П∙τ=0,1·20 =4 мм, (3.2)
где П = 0,2 мм/год – проницаемость материала, мм/год;
t = 20 лет – срок службы аппарата, лет.
Коэффициент прочности сварных швов (φ=0,9 - для стыковой с двухсторонним проваром, выполненной автоматической и полуавтоматической сваркой при контроле швов по длине до 50% [2].
Допускаемое напряжение слоя листа (сталь Ст3кп) при 20 °С и расчетной температуре соответственно:
[σ20]=154 МПа;
[σ]=154 МПа.
Расчетное значение предела текучести для стали Ст3кп [2]:
[σт20]=250 МПа.
Допускаемое напряжение в условиях гидравлических испытаний определяется по формуле:
[σ]и=σт20/1,1=250/1,1=227 МПа.
Пробное давление при гидроиспытании [2]:
(3.3)
- межтрубного пространства:
,
- трубного пространства:
Дата: 2019-12-22, просмотров: 210.
