--PAGE_BREAK--
Принимаем величину гидродинамической депрессии равной:
Тогда температура вторичного пара:
По температуре вторичного пара определим его давление:
Так как рассматриваемый теплообменник выпарной аппарат плёночного типа с восходящей плёнкой, то величину гидростатической депрессии не учитывают:
Определяем температурную депрессию для конечной и начальной концентраций продукта, согласно следующим формулам:
где В – концентрация продукта в пределах 5-37%;
где В – концентрация продукта в пределах 37-77%;
Определим температуры кипения растворов с начальной и конечной концентрациями:
Тогда температура кипения крови в корпусе будет определена как среднее арифметическое температур кипения с начальной и конечной концентрациями:
Расчёт полезной разности температур:
Определение тепловых нагрузок:
где:
1.06 – коэффициент, учитывающий потери в окружающую среду;
Ссух – теплоёмкость абсолютно сухого вещества крови (табл.16{5})
(-температурная депрессия для исходного раствора )
Тогда:
Определение расхода греющего пара:
Расчёт термокомпрессора:
Примем давление рабочего пара 0.9МПа
По i-s–диаграмме определяем тепловые перепады
.
Коэффициент инжекции рассчитаем по уравнению:
,
где
А – величина, характеризующая работу инжектора. Для установок новых конструкций А=0,81
.
Расход рабочего пара:
Уточнённый расчёт коэфф.теплопередачи:
Согласно табл. 11.1(1) принимаем коэффициент теплопередачи от конденсирующейся водяного пара к органической жидкости равным:
Тогда ориентировачная поверхность нагрева выпарного аппарата будет равна:
Оринтировочно принимаем выпарной аппарат с длиной трубы Н=5000 мм, диаметром трубы 38х2 мм и площадью теплопередающей поверхности 63 м^2(приложение1{1}).
38C2 мм и площадью теплопередающей поверхности 63 м^2.
Уточнённый расчёт коэффициентов теплопередачи:
Примем, что суммарное сопротивление равно термическому сопротивлению стенки (d/l) и накипи (dн/lн). Получим:
Коэффициент теплопередачи от конденсирующегося пара к стенке a, равен:
В первом приближении примем Dt1=2.0 град. Тогда средняя температура плёнки:
(табл.5{1}и табл.{}).
Для установившегося процесса теплопередачи справедливо уравнение:
Тогда:
При кипении растворов в плёночных выпарных аппаратах коэффициент теплоотдачи от кипящей жидкости к стенке определяется во уравнению 5.16(1):
где:
s— толщина плёнки (м);
где Г – линейная массовая плотность орошения, равная:
Тогда:
Во втором приближении примем:
Тогда:
Рассчитаем действительный коэффициент теплопередачи:
Уточнённое значение площади теплопередачи выпарного аппарата:
Согласно (приложение 2 (1)) принимаем к установке выпарной аппарат с восходящей плёнкой (тип 3, исполнение 1) с номинальной поверхностью теплообмена 16 м^2, при диаметре трубы 38х2 мм и длине 5000 мм.
2.4.Тепловые расчёты комплектующего оборудования.
2.4.1.Расчёт кожухотрубного конденсатора.
Исходные данные:
Физико-химические показатели конденсата при этой температуре:
Тепло конденсации отводить водой с начальной температурой:
Примем температуру воды на выходе из конденсатора:
При средней температуре:
Вода имеет следующие физико-химические характеристики:
1.
Тепловая нагрузка аппарата:
2.
Расход воды:
3.
Средняя разность температур:
4. Принимаем Re=10000, определим соотношение n/zдля теплообменника из труб диаметром 25х2 мм.
5. Уточнённый расчёт поверхности теплопередачи.
В соответствии с табл.11.4(1) соотношение n/zпринимает наиболее близкое к заданному значение у теплообменника с диаметром кожуха D=600мм, диаметром труб d=25х2 мм, числом ходов z=6 и общим числом труб n=196.
В зависимости от длины труб эти теплообменники имеют поверхность теплопередачи 46.61 и 91 м^2.
Действительное число Re2 равно:
Коэффициент теплоотдачи к воде определяем по формуле:
Коэффициент теплоотдачи от пара, конденсирующегося на пучке вертикально расположенных труб, определим по формуле:
Сумма термических сопротивлений стенки труб из нержавеющей стали и загрязнений со стороны воды и пара равна:
Тогда уточнённый коэффициент теплопередачи равен:
Требуемая поверхность теплопередачи составит:
5. Расчёт гидравлического сопротивления в трубах.
Скорость воды в трубах:
Коэффициент трения равен:
Где D=(0.2*10)^-3м.
Скорость воды в штуцерах равна:
Гидравлическое сопротивление рассчитывается по формуле:
2.4.2.Расчёт пластинчатого подогревателя.
Исходные данные:
При средней температуре, равной 36 С, кровь имеет следующие физико-химические характеристики:
Для нагрева использовать насыщенный водяной пар давлением 0.11Мпа температурой конденсации равной 102.32 С.
Характеристики конденсата при этой температуре:
1.Тепловая нагрузка аппарата составит:
2.Расход пара определяется из уравнения теплового баланса:
3.Средняя разность температур:
4.Рассмотрим пластинчатый подогреватель поверхностью 2.0 м^2, поверхностью пластин 0.2м^2, число пластин N=12 (согласно табл.11-13(1)).
5.Скорость жидкости и число Reв шести каналах с плошадью поперечного сечения канала 0.0016м^2 и эквивалентным диаметром канала 0.0076м (табл.11-14(1)) равна:
Коэффициент теплоотдачи к жидкости определяем:
(для пластин площадью 0.2 м^2 а=0.086, b=0.73).
продолжение
--PAGE_BREAK--