- •I. Тепловой расчет водоопреснительной установки
- •1. Расчет питания и продувания испарителя.
- •2. Тепловой расчёт испарителя.
- •2.1. Температура рассола
- •2.2. Количество тепла, необходимое для нагрева и испарения рассола.
- •2.3. Площадь поверхности теплообмена в испарителе.
- •3.2. Необходимый расход охлаждающей забортной воды:
- •3.3. Проверка условия обеспечения конденсирования пара.
- •3.4. Площадь теплообмена в конденсаторе.
- •III. Основные особенности эксплуатации водоопреснительной установки
- •1. Запуск и остановка водоопреснительной установки.
- •2. Характерные неисправности и их причины.
- •II. Принципиальная схема вакуумной водоопреснительной установки Содержание:
- •Список использованной литературы:
I. Тепловой расчет водоопреснительной установки
1. Расчет питания и продувания испарителя.
В данном разделе требуется определить Go, Sp, Gпр.
Go определяем по формуле Go=G2(1+). = 3÷4. Принимаем = 4.
Go=600 кг/час*(1+4)=3000 кг/час = 0,83 кг/с
Зная Go определим Gпр:
Gпр= Go – G2 = 3000 кг/час – 600 кг/час = 2400 кг/час = 0,66 кг/с
По найденным параметрам найдём солёность рассола Sp:
Sp= Sо(Go/ Gпр)
Sp=3300 оБр(3000/2400) = 4125 оБр
2. Тепловой расчёт испарителя.
В данном разделе требуется определить tp, Q, Gг, F, n, где: F – площадь теплообмена, n – количество трубок.
2.1. Температура рассола
Температуру рассола найдем по следующей формуле:
tp=t2+tд+tг, где: t2 – температура насыщения при давлении P2, tд – поправка на температурную депрессию, tг – поправка на гидростатический эффект.
По таблице сухого насыщенного пара и воды на кривой насыщения (по давлениям) [2, табл.10 стр 54.] при Р2 = 0,01 МПа определяем t2.
t2=48,672 оС.
tд = Sp/8000 = 4125/8000=0,51 оС
tг = 2 ÷4 оС. Принимаем tг = 3 оС.
tp= t2+tд+tг =48,672+0,51+3= 52,182 оС
2.2. Количество тепла, необходимое для нагрева и испарения рассола.
Q=Qнагр+Qисп
Количество тепла, необходимое для нагрева рассола найдем по формуле:
Qнагр=G0*C0(tp-t0)
C0 определим по таблице теплоемкостей. С0= 3926 Дж/кг*К
t0 определим по формуле t0=tw1+(510)oC =15+8=23оС
Имея все составляющие основной формулы найдем Qнагр:
Qнагр= G0*C0(tp-t0)= 0,83 *3926(52,182 - 23) = 95091,88 Вт = 95,091 кВт
Qисп найдем по формуле Qисп=G2r, где r-теплота образования вторичного пара, определяемая по таблице сухого насыщенного пара и воды на кривой насыщения (по давлениям) [2, табл.10 стр 54.] при Р2 = 0,01 МПа, r=2392,1 кДж/кг.
Qисп= G2r = 0,16кг/с*2385,22 кДж/кг = 381,64 кВт
Q= Qнагр+Qисп = 95,091 кВт +381,64 кВт = 476,731 кВт
2.3. Площадь поверхности теплообмена в испарителе.
Площадь поверхности теплообмена в испарителе найдем по формуле Q=F*K*t;
F=Q/K*t
Где t – средний логарифмический температурный напор, который определяется формуле:
tб=tг1-to=70 - 23 = 47 оС
tм= tг2-tр= 54 – 52,182 = 1,818 оС
t= (47-1,818)/2,3g(47/1,818) = 13,91 оС
К – коэффициент теплопередачи от греющей среды к кипящему рассолу.
1 - коэффициент теплопередачи от конденсирующегося пара или греющей воды к стенке трубы, рассчитываем по формуле:
Вт/м20С
где d – наружный диаметр трубы в м (см. ниже)
- коэффициент теплопроводности греющей пресной воды, принимаем равным 0,667 Вт/(м2*К)
Nu – критерий Нуссельта, характеризующий интенсивность теплоотдачи, определим по формуле:
где Re – критерий Рейнольдса, определяемый из выражения:
где - скорость греющей воды в межтрубном пространстве - измеряется в м/с. 0,6÷0,95 Принимаем 0,8 м/с
d – наружный диаметр трубы
- коэффициент кинематической вязкости греющей пресной воды. Принимаем 4,78*10-7 м2/с
Pr – критерий Прандтля, характеризующий физические свойства жидкости. Принимаем Pr =2,55
коэффициент теплопроводности металла, из которого изготовлены трубы испарителя, принимаем равным 370 Вт/(м2*К), что соответствует меди (трубы испарителя медные).
отл - поправочный коэффициент, учитывающий снижение коэффициента теплопередачи вследствие образования отложений, принимаем равным 0,75.
- толщина стенки трубы. Принимаем равной 0,00124 м
qт – удельный тепловой поток, принимаем равным 21 кВт/м2.
2 – коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к рассолу, определяем по графику. [1, стр. 268]
2 = (1976,9-67,9*Sp)*qt0,3
Sp=4,8%
2 = (1976,9-67,9*4,8)*210,3= 4110 Вт/(м2*0С)
d – наружный диаметр трубы d=0,02÷0,03 м, принимаем равным 0,025 м.
dвнутр – внутренний диаметр трубы dвнутр=d-2=0,025-2*0,00124= 0,02252 м.
Вт/м2*К
2.4. Количество труб теплообмена в испарителе.
Высоту рассола в испарителе h = 0,7÷1,2 м, принимаем равной 1 метру.
Nt - количество труб теплообмена в испарителе найдем из формулы F=nтdh, где F - площадь поверхности теплообмена в испарителе
2.5. Необходимый расход греющей воды.
Сг = 4183 кДж/(кг*оС) - теплоемкость греющей воды;
- поправочный коэффициент учитывающий потери тепла в испарителе, 0,96 ÷0,98. Принимаем 0,97
Qт – необходимый расход греющей воды.
3.Тепловой расчет конденсатора.
3.1. Тепловая мощность конденсатора:
Количество тепла Qк, передаваемого от конденсирующего пара охлаждающей воде в конденсаторе, определяется выражением:
Где iп – энтальпия поступающего вторичного пара выбираем из таблицы сухого насыщенного пара и воды на кривой насыщения (по давлениям), [2, табл.10 стр 54.] при Р2=0,01 Мпа.
iп= 2588,96 кДж/кг
i’к – энтальпия конденсата вторичного пара выбираем из таблицы сухого насыщенного пара и воды на кривой насыщения (по температурам), при температуре t= t2- (13)оС, т.е. при температуре 49,29-2,29=48 оС. i’к=209,26кДж/кг