Конструктивний розрахунок

3.1. Внутрішній діаметр обичайки гріючої камери D_к при розміщенні труб по вершинах рівносторонніх трикутників, згідно (3.60):

Dк= =1.676 м,

де t – крок між трубами, t=0.048 м; ψ– коефіцієнт використання трубної решітки ψ =0.85; n- кількість труб, n=939 шт;

Приймаємо Dк=1,8м.

Знайдене значення D_к не повинно бути менше відповідної величини по ГОСТ 11987-81 (додаток 3.2).

3.2.Внутрішній діаметр циркуляційної труби, (3.61):

D_ц= =0,699м.

ПриймаємоD_ц=0,7м

3.3Розрахунок діаметра обичайки сепаратора.

Допустиме напруження парового простору, (3.64):

W^/= 0,85∙1,0∙1000=850кг/(м³∙год),

де 0,85-коефіцієнт, який залежить від тиску в апараті; 1,0-коефіцієнт, який залежить від рівня розчину над точкою вводу парорідинної суміші в паровий простір, W’_атм=1000кг/(м3 год)-допустиме напруження парового простору при р=0,1МПа для розчинів солей.

Об’єм парового простору (сепаратора) випарного апарата, (3.63):

V_с=4,165∙3600/850=17,64м³.

де W^/ - допустиме напруження парового простору, кг/(м³·год).

W – продуктивність установки по випарюваній воді, кг/год.

Діаметр обичайки сепаратора:

,

де ν_п=7,977 м³/кг - питомий об’єм пари при р=0,0196МПа, w_п=4.4 м/с – допустима швидкість пари в сепараторі.

Приймаємо D_c=3,2м.

Уточнюємо швидкість пари в сепараторі:

w_п= = 4,13м/с

Критерій Рейнольдса для пари:

Re= w_пd_к ρ_п/μ_п

Re=4.13 0.0006 0.128/(12 10^-6)=26.4.

де d_к=0.0006м-діаметр краплі, ρ_п=0.128кг/м³-густина пари при р=0.0196МПа, μ=12 10^-6 Па·с – в’язкість пари при р=0.0196МПа.

Так як Re<500,коефіцієнт опору ξ розраховуємо за формулою

ξ =18.5/26.9^0.6=2.56.

Швидкість витання краплі, (3.65):

w _вит= =5.4м/с,

де d_к – діаметр каплі, м; ρ_р і ρ_п – густина відповідно рідини і пари, кг/м³; ξ – коефіцієнт опору.

Швидкість руху пари у паровому просторі менша ніж швидкість витання краплі.

3.4. Висоту парового простору визначають за формулою(3.61):

H= =2.2м.

Розраховані розміри випарного апарата відповідають вимогам ГОСТ 11987-81.

3.5.Діаметр вхідної труби D_вх по якій парорідинна суміш поступає із гріючої камери у сепаратор визначається із співвідношення D_с=(3.5-4)D_вх. Таким чином

D_вх=3.2/4=0.8м.

3.6.Визначення діаметра штуцерів.

Діаметр штуцерів визначаємо із рівняння витрати.

Приймаємо для розрахунку швидкості руху гріючої пари w_г.п=20м/с, конденсату w_конд=0,5м/с, вторинної пари w_в.п.=50м/с, вихідного розчину w_р1=2м/с, випареного розчину w_р2=0,5м/с.

З довідкових даних знаходимо густини гріючої пари при р=0,16 МПа - ρ_г.п.=0,898кг/м³, вторинної пари при р=0,0196МПа вихідного 10% розчину при t=60⁰С – ρ=1022кг/м³, випареного 60% розчину при t=86,9°С - ρ=1215,6кг/м³, конденсату при t=112,7°С - ρ_к=938,5кг/м³. Витрати потоків беремо із матеріальних і теплових розрахунків.

Згідно розрахунків приймаємо стандартні штуцери наступних розмірів:

D_y.мм D_y.мм

Вхід гріючої пари 600 Вихід розчину 50

Вихід вторинної пари 800 Вихід конденсату 125

Вхід розчину 50

4.1. Визначення товщини теплової ізоляції

Товщину теплової ізоляції можна визначити за спрощеним рівнянням Q_втр =λ_ізF(t_вн-t_зовн)/δ_із. Втрати теплоти Q_втр ізольованим обладнанням визначають за формулою Q_втр=αF(t_зовн-t_вн). Коефіцієнт тепловіддачі α від внутрішньої поверхні ізоляційного матеріалу в навколишнє середовище – по рівнянню α=9.3 +0.058 t_зовн. [2,3]

Приймаємо, що випарний апарат знаходиться у закритому приміщенні. Температура повітря в приміщенні t_пов=20°С. Приймаємо температуру ізоляції зі сторони навколишнього повітря t=40⁰С.

Вибираємо в якості матеріалу для теплової ізоляції - совеліт (85% магнезії + 15% азбеста), коефіцієнт теплопровідності якого λ=0,09Вт/(м∙К).

Коефіцієнт тепловіддачі:

α=9,3+0,058∙40=11.6Вт/(м²∙К).

Товщина теплової ізоляції:

δ= =0,032м.

де t_конд t_ст=112,7⁰С.

Дата добавления: 2017-02-01