Расчет установки для выпаривания водного раствора нитрата кальция (стр. 6 из 6)
(41) 
Коэффициент теплоотдачи от пара определим по уравнению
(42) 
Принимаю проводимость загрязнений со стороны греющего пара
, со стороны раствора 
. Коэффициент теплопроводности стали 
. Тогда
(43)Коэффициент теплопередачи:
(44)Расчетная площадь поверхности теплообмена:
(45)Запас площади поверхности теплообмена:
Гидравлическое сопротивление в трубном пространстве рассчитываем по формуле:
p= z*L*λ*ω²*ρ/2*d+(2,5(z-1)+2*z)* ω²*ρ/2+3* ω²*ρ/2 (46)
Скорость 12٪ Са(NO3) 2 рассчитывается по формуле:
ω=4*G1*z/π*d²*n*ρ (47)
ω =4*4*2/3,14*0,016² *90*1095=0,4 кг/с
Коэффициент трения в трубах рассчитывается по формуле:
λ=025*(lg(e/3,7+(6,81/Re)ª))-² (48)
где е=0,0002/0,016 =0,00125
Тогда λ=0,25*(lg(0,00125/3,7+(6,81/18624)ª))-² =0,0289
Скорость раствора в штуцерах рассчитывается по формуле:
ω=4*G1/π*d²*ρ (49)
ω=4*4/3,14*0,15²*1095= 0,21 кг/с
Гидравлическое сопротивление в трубном пространстве:
p= 2*4*0,0289*0,4²*1095/0,016*2+(2,5(2-1)+2*2)* 0,4²*1095/2+3* 0,21²*1095/2 =5681Па
Заключение
В результате проведенных расчетов спроектирована однокорпусная выпарная установка для упаривания раствора Са(NO3) 2 производительностью 4 кг/ч. В результате вычислений выяснено, что для осуществления процесса необходим аппарат с поверхностью теплопередачи 315 м2.
Также произведен подбор вспомогательного оборудования:
1.барометрический конденсатор
Таблица 1
| Внутренний диаметр конденсатора dбк | 1000 мм |
| Скорость воды в барометрической трубе vв | 1,26 м/с |
| Расход охлаждающей воды Gв | 36,73 кг/с |
| Внутренний диаметр барометрической трубы равен dбт | 200 мм |
| Высота барометрической трубы Нбт | 7,65 |
2.вакуум-насос
Таблица 2
| Типоразмер | Остаточное давление, мм рт. ст. | Производительность, м3/мин | Мощность на валу, кВт |
| ВВН-12 | 23 | 12 | 20 |
3.двуходовой кожухотрубчатый теплообменник
Таблица 3
| Поверхность теплообменаF, м2 | Внутренний диаметр кожуха D, мм | Число труб n | Длина труб L, м |
| 22,5 | 325 | 90 | 4,0 |
Список использованных источников
1. Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии.В 2-х кн.-М.:Химия, 1981.
2. Зайцев И.Д., Асеев Т.Т. Физико-химические свойства бинарных и многокомпонентных растворов неорганических веществ.- М.:Химия, 1988.
3. Калишук Д.Г., Протасов С.К., Марков В.А. Процессы и аппараты химической технологии. Методические указания к курсовому проектированию по одноименной дисциплине для студ. очного и заочного обучения. – Мн.:Ротапринт БГТУ, 1992.
4. Калішук Дз.Р. Працэсы і апараты хімічнай тэхналогіі. Метадычныя ўказанні да курсавой работы па аднайменнай дысцыпліне для студэнтаў вочнай і завочнай форм навучання спец. Э.01.03.00. – Мн.:БДТУ, 1998.
5. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.-М.:Химия, 1973.
6. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию/ Под ред. Ю.И.Дытнерского.-М.:Химия, 1991.
7. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов/Под ред. чл.-корр. АН СССР П.Г. Романкова.- 10-е изд., перераб. и доп.- Л.:Химия, 1987. - 576 с., ил.
8. Плановский А.Н., Николаев П.Н. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии: Учебник для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: химия, 1987. - 496 с.