Коэффициент теплопередачи для корпуса выпарного аппарата определяют по уравнению аддитивности термических сопротивлений:
(3.6)
где a1- коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке, Вт/(м2К); Sd/l - Суммарное термическое сопротивление, м2К/Вт; a2- коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящему раствору, Вт/(м2К).
Примем, что суммарное термическое сопротивление равно термическому сопротивлению стенки dст/lст и накипи dн/lн (/lн=2Вт/мК). Термическое сопротивление загрязнений со стороны пара не учитываем.
(3.7)
Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке рассчитывается по формуле:
(3.8)
где r1 - теплота конденсации греющего пара, Дж/кг; rж, lж, mж -соответственно плотность (кг/м3), теплопроводность Вт/м*К, вязкость (Па*с) конденсата при средней температуре пленки tпл=tг.п.- Dt1 – разность температур конденсации пара и стенки, град.
Расчет a1 ведут методом последовательных приближений. В первом приближении примем Dt1=2,0 град. Тогда получим:
Для установившегося процесса передачи тепла справедливо уравнение:
(3.9)
где q - удельная тепловая нагрузка, Вт/м2; Dtст - перепад температур на стенке, град; Dt2 - разность между температурой стенки со стороны раствора и температурой кипения раствора, град.
Полезная разность температур в аппарате Dtп рассчитывается по формуле:
(3.10)
Отсюда:
Коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящему раствору для пузырькового кипения в вертикальных кипятильных трубках при условии естественной циркуляции раствора равен,:
(3.11)
Подставив численные значения получим:
Физические свойства кипящего раствора карбамида и его паров приведены ниже:
Таблица 3.3
Параметр |
Значение |
Литература |
Теплопроводность раствора l, Вт/м*К |
0,421 |
|
Плотность раствора r, кг/м3 |
1220 |
|
Теплоемкость раствора с, Дж/кг*К |
1344 |
|
Вязкость раствора m, Па*с |
2,58*10-3 |
|
Поверхностное натяжение s, Н/м |
0,036 |
|
Теплота парообразования rв, Дж/кг |
2170 |
|
Плотность пара rп, кг/м3 |
2,2 |
|
Проверим правильность первого приближения по равенству удельных тепловых нагрузок:
Как видим .
Разработка энергосберегающей технологии ректификации циклических углеводородов
Процесс ректификации
играет ведущую роль среди процессов разделения промышленных смесей. Большая
энергоемкость процесса делает поиск оптимальных схем разделения актуальной
задачей химическо ...
Разработка участка по получению магнитопласта на основе полиамида-6 методом литья под давлением
...
Неметаллы
Все многообразие окружающей нас природы
состоит из сочетаний сравнительно небольшого числа химических элементов.
В различные
исторические эпохи в понятие «элемент» вкладывался различный с ...