 |
2.4.2. Расчет подогревателя исходного раствора
|
|
|
|
2. 4. 2. Расчет подогревателя исходного раствора
В качестве подогревателей исходного раствора используются кожухотрубчатые теплообменники. Целью расчета является определение требуемой поверхности теплопередачи теплообменного аппарата для его выбора из каталога. Площадь поверхности рассчитывается с помощью основного уравнения теплопередачи.
В качестве теплоносителей для подогрева исходного раствора в зависимости от условий задания могут быть использованы: первичный греющий пар, конденсат греющих паров, экстра-пар. Количество передаваемого тепла определяется с помощью уравнения теплового баланса.
Средняя разность температур рассчитывается на общих основаниях. Величина коэффициента теплопередачи выбирается по литературным данным. В заключение рассчитывается требуемая поверхность теплообмена и подбирается аппарат.
2. 4. 3. Расчет насоса для подачи раствора
Насосы для подачи раствора устанавливаются перед первым корпусом прямоточнойвыпарной установки, а также между корпусами противоточной. Насосы подбирают по производительности и напору. Производительность насосов, устанавливаемых между корпусами, определяется из материального баланса данного корпуса.
Потребный напорнасоса для подачи исходного раствора рассчитывают по уравнению
| (33) |
где 
– давление в аппарате, из которого перекачивается раствор; 
– давление в аппарате, в который подается раствор; 
– геометрическая высота подъема раствора (при расчете принимают равной высоте выпарного аппарата 
); 
– потери напора в подающем трубопроводе; 
потери напора на преодоление гидравлического сопротивления подогревателя исходного раствора, котороеможет быть принятым равным (5÷ 10)103 Па.
|
|
|
Потребный напор межкорпусных насосов рассчитывают по аналогичному уравнению без учетагеометрической высоты подъема раствора и потерь на преодоление гидравлического сопротивления подогревателя
Потери напора в трубопроводе определяют по формуле
| (34) |
где 
– коэффициент трения, 
и 
– соответственно длина и эквивалентный диаметр трубопровода, 
сумма коэффициентов местных сопротивлений, 
скорость раствора в трубопроводе.
Коэффициент трения зависит от режима течения (критерия Рейнольдса) и относительной шероховатости трубопровода 
, где 
абсолютная шероховатость трубы. Ориентировочные значения 
: для новых стальных труб – (0, 06 ÷ 0, 1) мм, для труб с незначительной коррозией – (0, 1 ÷ 0, 2) мм, для старых загрязненных труб – (0, 5 ÷ 2) мм.
Для зоны смешанного трения 
| (35) |
Для зоны, автомодельной по отношению к 
, 
| (36) |
Значения коэффициентов местных сопротивлений, используемых в расчете:
1. Вход в трубу – 
.
2. Выходиз трубы – 
.
3. Отводкруглого сечения – 
.
Коэффициент 
зависит от угла 
, на который изменяется направление потока в отводе:
| Угол , градусы
| |||||||||
|
| 0, 31 | 0, 45 | 0, 6 | 0, 78 | 1, 0 | 1, 13 | 1, 20 | 1, 28 | 1, 4 |
Коэффициент 
зависит от радиуса поворота трубы 
к ее внутреннему диаметру 
:
| 1, 0 | 2, 0 | 4, 0 | 6, 0 | |||
|
| 0, 21 | 0, 15 | 0, 11 | 0, 09 | 0, 06 | 0, 04 | 0, 03 |
4. Вентиль нормальный при полном открытии
| Диаметр трубы , мм
| |||||||||
| 10, 8 | 8, 0 | 4, 9 | 4, 0 | 4, 1 | 4, 4 | 4, 7 | 5, 1 | 5, 5 |
Внутренний диаметр трубопровода рассчитывают по формуле
| (37) |
где 
– объемный расход раствора, 
– плотность раствора.
Внутренний диаметр трубопровода, близкий к оптимальному, при перекачивании раствора насосом, находят, задавшисьскоростью в интервале (0, 8 ÷ 2, 0) м/с во всасывающем трубопроводе и (1, 5 ÷ 3, 0) м/с в нагнетательном трубопроводе. По найденному диаметру принимают ближайшую по размеру стандартную трубу.
|
|
|
Размеры стандартных труб из углеродистой и нержавеющей стали, применяемых в химической промышленности:
| Наружный диаметр труб, мм | Толщина стенки, мм | материал | Наружный диаметр труб, мм | Толщина стенки, мм | материал | Наружный диаметр труб, мм | Толщина стенки, мм | материал |
| У, Н | Н | У | ||||||
| 2, 5 | Н | У | Н | |||||
| У | 3, 5 | Н | У | |||||
| У | 2, 5 | У | 4, 5 | У | ||||
| У, Н | 3, 5 | У | У | |||||
| У, Н | У | Н | ||||||
| Н | Н | У | ||||||
| 2, 5 | Н | 3, 5 | У | У | ||||
| У, Н | У | У | ||||||
| У | У | У | ||||||
| У, Н | 4, 5 | Н | У | |||||
| У | У | У | ||||||
| Н | У, Н | У | ||||||
| 3, 5 | У | У, Н | У | |||||
| У, Н | У, Н | У | ||||||
| Н | У | У | ||||||
| У | У | У | ||||||
| 3, 5 | Н | У | У | |||||
| У | Н | - | - | - |
Символ «У» относится к углеродистой стали, «Н» - к нержавеющей.
После выбора стандартной трубы уточняют скорость раствора с помощью уравнения
|
|
|
