 |
3.1.2. Определение толщины тепловой изоляции
|
|
|
|
3. 1. 2. Определение толщины тепловой изоляции
Принимаем температуру окружающей среды равной 
, температуру изоляции со стороны окружающей среды 
. Тогда коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляции в окружающую среду равен
В качестве материала для тепловой изоляции выбираемсовелит, имеющий коэффициент теплопроводности 
(Приложение 3). Для первого корпуса толщина тепловой изоляции составит
Принимаем толщину тепловой изоляции 0, 046 м и для других корпусов.
3. 1. 3. Расчет и подбор вспомогательного оборудования
3. 1. 3. 1. Расчет барометрического конденсатора
Определяем расход охлаждающей воды(26)
где температура воды на выходе из конденсатора 
Начальную температуру охлаждающей воды принимаем равной 
.
Диаметр барометрического конденсатора находим с помощью уравнения расхода(27)
где 
– плотность пара в барометрическом конденсаторе при 
МПа (Приложение 10), 
– скорость пара в барометрическом конденсаторе (принимаем равной 20 м/с).
Выбираем барометрический конденсатор диаметром 1000 мм, внутренний диаметр барометрической трубы которого равен200 мм (Приложение 4).
Определяем скорость воды в барометрической трубе (28)
где 
– плотность воды при 
(Приложение 12).
Рассчитываем критерий Re при течении воды в барометрической трубе
где 
вязкость воды при (Приложение 12).
Коэффициент трения в барометрической трубе
Принимаем атмосферное давление 
Па. Тогда вакуум в барометрическом конденсаторе составит 
Определяем высоту барометрической трубы (29)
3. 1. 3. 2. Расчет производительности вакуум-насоса
Находим количество воздуха, удаляемого из барометрического конденсатора вакуум-насосом (30)
|
|
|
Температуру воздухарассчитываем по формуле (32)
Определяем парциальное давление воздуха в барометрическом конденсаторе
где 
давление сухого насыщенного пара при 
(Приложение 10)
Рассчитаем объемную производительность вакуум-насоса (31):
где 
– универсальная газовая постоянная, 
– молекулярная масса воздуха.
По значениям объемной производительности вакуум-насоса и давлению в барометрическом конденсаторе подбираем вакуум-насос типа ВВН-6 мощностью на валу 
[9].
3. 1. 3. 3. Расчет подогревателя исходного раствора
В качестве подогревателя исходного раствора принимаем кожухотрубчатый теплообменник. Подогрев раствора будем осуществлять с помощью первичного греющего пара. Расположим теплообменник вертикально. Исходный раствор будем подавать в трубное пространство снизувверх. Пар будем подавать в межтрубное пространство теплообменника сверху, а конденсат пара отводить снизу. Начальная температура раствора 
, конечная температура раствора 
.
Тепловая нагрузка подогревателя составит
где 
– теплоемкость подогреваемого раствора,
где 
, 
– конечная и начальная теплоемкости подогреваемого раствора (Приложение 14).
Средняя разность температур
Принимаем коэффициент теплопередачи в теплообменнике 
[9, 17]. Тогда площадь поверхпости теплопередачи составит:
Выбераем(Приложение 9) одноходовой теплообменник типа ТК с поверхностью теплопередачи 
, диаметром кожуха 
, общим числом труб 
, диаметром труб 
мм, длиной труб 
.
3. 1. 3. 4. Расчет насоса для подачи исходного раствора
Принимаем скорость раствора во всасывающем и нагнетательном трубопроводах ( 
) одинаковой и равной 2 м/с. Рассчитаем внутренний диаметр трубопровода
где 
–плотность исходного раствора (Приложение 14)при средней температуре в подающем трубопроводе 
. Выбираем стандартный трубопровод из нержавеющей стали (раздел 2. 4. 3)размером 
, где 
– наружный диаметр трубопровода, 
– толщина стенки трубопровода. Внутренний диаметр трубопровода равен 
.
|
|
|
Уточняем скорость растворав трубопроводе
Вязкость исходного раствора при средней температуре 
(Приложение 14). Определяем режим течения раствора в трубопроводе
Абсолютную шероховатость трубопровода ( 
)принимаем равной 0, 2 мм. Относительная шероховатость трубопровода составит 
.
Отношение 
, поэтому коэффициент трения считаем по формуле 
Геометрическую высоту подъема раствора примем равной высоте выпарного аппарата, т. е. 
, общую длину питающего трубопровода ( 
) примем равной
.
Определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений для трубопровода:
1. Вход в трубу: 
2. Два нормальных вентиля для диаметра 80 мм: 
.
3. Три отвода под углом 90°: 3 
.
4. Выход из трубы: 
.
Сумма коэффициентов местных сопротивлений:
С учетом потерь напора в подогревателе исходной смеси потребный напор насоса составит (33):
Рассчитываем объемную производительность насоса
Выбираем химический насос Х20/53 (Приложение 8). Параметры насоса: объемная производительность – 
, развиваемый напор – 44 м. Мощность двигателя – 
.
|
|
|
