Расчет холодильника

Рисунок 2 - Температурная схема движения теплоносителей в холодильнике

(дана в задании)

(нашли в 3.2.2)

(задаем сами)

Конечную температуру разбавленного раствора определим из условий теплового баланса:

где расходы разбавленного и концентрированного раствором соответственно, кг/с

начальные теплоемкости растворов,

Теплоемкость раствора будем искать по формуле (16):разбавленного – при , концентрированного –при

Тогда конечная температура разбавленного раствора

Теперь можем найти среднюю разность температур:

где – большая и меньшая разности температур, .

;

;

.

Определим средние температуры теплоносителей. Так как разность температур на входе и на выходе для разбавленного раствора меньше, то его среднюю температуру найдем как среднее арифметическое начальной и конечной температур:

Температуру концентрированного найдем в виде суммы температуры разбавленного и :

Теперь рассчитаем теплоту, выделяемую раствором при охлаждении:

Для этого заново найдем теплоемкость концентрированного раствора (формула (16)) при

Принимаем по [2] ориентировочный коэффициент теплопередачи . Рассчитываем ориентировочную поверхность по формуле (38):

С учетом запаса в 20% площадь теплообмена составит

Запишем критерий Рейнольдса для трубного пространства:

где –средняя скорость потока, м/с;

–эквивалентный диаметр, м;

–плотность раствора, кг/м³;

–динамический коэффициент вязкости, .

По заданию режим течения теплоносителей должен быть турбулентный, т.е.

. Пусть .

Найдем плотность и вязкость концентрированного раствора при по формулам (12) и (29) соответственно:

Таблица 3. Основные параметры выбранного теплообменника «труба в трубе» (холодильник).

Диаметр трубы, мм	Площадь проходного сечения,	Поверхность теплообмена, м^2	Длина труб, м
теплообменной	кожуховой	внутри теплообменной трубы	в кольцевом пространстве

Находим значения скорости и числа Рейнольдса при и = :

Сосчитаем критерий Рейнольдса при новой скорости по формуле (43):

В кольцевом пространстве режим также должен быть турбулентным. Проверим это:

Теперь рассчитаем сколько выбранных элементов площадью F_эл=2 м² необходимо соединить, чтобы обеспечить площадь теплоотдачи F_апп =5.188 м²:

Принимаем число элементов n=3

4.3 Расчет подогревателя исходного раствора

Рис. 3. Температурная схема движения теплоносителей в подогревателе.

(нашли в 3.2)

(нашли в 3.5.1)

(приняли в 3.3.1)

Найдем среднюю разность температур (формула (41))

Получаем

Среднюю температуру раствора найдем по формуле:

Определим расход греющего пара. Запишем уравнение теплового баланса и выразим из него :

определим по формуле (16) при

найдем по паровой таблице из [2]:

Найдем теплоту на нагрев раствора:

Принимая по [2] ориентировочный коэффициент теплопередачи , рассчитываем ориентировочную поверхность теплообмена по формуле (38):

С учетом запаса в 20% .

По заданию режим течения в подогревателе, также как и в холодильнике, должен быть турбулентный, т.е. . Пусть .

Найдем плотность и вязкость раствора при по формулам (12) и (29) соответственно:

Выбираем теплообменник типа «труба в трубе» [3]:

Таблица 3. Основные параметры выбранного теплообменника «труба в трубе» (подогреватель).

Диаметр трубы, мм	Площадь проходного сечения,	Поверхность теплообмена, м^2	Длина труб, м
теплообменной	кожуховой	внутри теплообменной трубы	в кольцевом пространстве

Снова рассчитаем , выразив ее из формулы (45):

Сосчитаем критерий Рейнольдса при новой скорости по формуле (44):

Теперь рассчитаем сколько выбранных элементов площадью F_эл=4,05 м² необходимо соединить, чтобы обеспечить площадь теплоотдачи F_апп = м²:

Принимаем число элементов n=7

Дата добавления: 2015-08-31