Размещено на http://www.allbest.ru/

14

Министерство образования и науки Российской Федерации

Саратовский государственный технический университет

им. Гагарина Ю.А.

Институт энергетики и транспортных систем

Кафедра «Промышленная теплотехника»

Куpсовой проект

По дисциплине «Технологические энергоносители предприятий»

Абсорбционная водоаммиачная холодильная установка с водоохлаждающим устройством

Выполнил:

Зотов А.А.

Проверил:

Селиванов А.А.

Саратов 2018



Саратовский государственный технический университет

Имени Гагарина Ю.А.

Энергетический факультет

Кафедра «Промышленная теплотехника»

Утверждаю

Зав. кафедрой ПТ

Задание

на курсовое проектирование

Студента ___4_____ курса Б1-ТПЭН-41 группы __________ факультета

Фамилия__Зотов_____Имя__Алексей__________Отчество __Андреевич_______

Время выдачи задания __________________ 2018 г.

Срок выполнения проекта _______________ 2018 г.

Защита проекта назначена на ____________ 2018 г.

1. Тема проекта: Абсорбционная_водоаммиачная холодильная_установка_с водоохлаждающим_устройством

2. Исходные данные к проекту: Холодопроизводительность_Q0=500кВт,

температура_хладоносителя_на_выходе_из_испарителя_tхн=-50С,

температура греющего пара tгр= 120 0С,_

район_сооружения_-_ г. Нижний Новогород

3. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов)

Руководитель проекта

Задание принял (а) к исполнению

(дата и подпись студента)



Оглавление

Реферат

Введение

1. Выбор и обоснование схемы абсорбционной холодильной устаноки

1.1 Расчет процесса получения холода на диаграмме

1.2 Определение тепловых нагрузок аппаратов и расходов энергоносителей

1.3 Расчет и выбор основного и вспомогательного оборудования АХМ

1.4 Выбор водоохлаждающего устройства

Заключение

Список используемой литературы



Реферат

Пояснительная записка содержит 39 листов, 6 рисунков, 3 таблицы, 10 использованных источников.

АБСОРБЕР, ГЕНЕРАТОР, АБСОРБЦИОННАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА, ДЕФЛЕГМАТОР, ИСПАРИТЕЛЬ, КОНДЕНСАТОР

Объектом разработки является абсорбционная ходильная установка с водоохлаждающим устройством.

Цель проекта - расчет основных характеристик цикла, расчет основного и вспомогательного оборудования АХМ, расчет водоохлаждающего устройства и вспомогательного оборудования.

Целью расчета конденсатора является расчет поверхности теплообмена. Выполнения чертежа по уточненным в результате расчета размерам.

Эффективность станции определяется ее надежностью, низкими энергозатратами, небольшим сроком окупаемости.



Введение

На основе подъема тяжелой промышленности и сельского хозяйства большое развитие получает пищевая промышленность. Современная пищевая промышленность оснащена самыми разнообразными холодильными установками. В результате развития пищевой промышленности сооружаются новые холодильники и холодильные установки при мясокомбинатах и пр.

Холодильная техника применяется не только в пищевой промышленности. Холодильные машины являются необходимым оборудованием на самых разнообразных предприятиях многих отраслей промышленности. Холодильные машины применяются на приборостроительных заводах, испытательных станциях, при проходке шахт и пр.

Перспективы развития холодильного машиностроения обуславливают непрерывное освоение новых типов компрессоров при наименьшей затрате труда и времени на изготовление. Конструкции современных холодильных компрессоров отличаются унификацией деталей, узлов и целых компрессоров.



1. Выбор и обоснование схемы абсорбционной холодильной устаноки

В абсорбционных холодильных машинах (АХМ) для сжатия паров холодильного агента используется термохимический компрессор, для работы которого требуются затраты тепловой энергии. Поэтому АХМ применяют главным образом при наличии вторичных энергоресурсов: отработанного пара; горячей воды, получаемой в результате охлаждения продукции; отходящих газов промышленных печей и других теплоносителей.

В АХМ (рис.1) входят следующие основные аппараты: абсорбер (поглотитель), генератор (кипятильник), насос, конденсатор, регулирующие вентили, испаритель. Для повышения экономичности абсорбционной холодильной машины ее дополняют теплообменником для предварительного подогрева обогащенного в абсорбере раствора горячим слабым раствором, уходящим из генератора.

Для повышения концентрации паров хладоагента после генератора устанавливают ректификатор и дефлегматор.

Рисунок 1 - Принципиальная схема АХМ:

А - абсорбер, Г - генератор, Д - дефлегматор, Др - дроссель, И - испаритель, К - конденсатор, Н - насос, Р - ректификационная колонна, Т - теплообменник, потоки: ов - охлаждающая вода, тн - теплоноситель (пар), хн - хладоноситель

1.1 Расчет процесса получения холода на диаграмме

Принимаем расчетные параметры наружного воздуха для г. Нижний Новгород: температура воздуха по сухому термометру ; относительная влажность воздуха ; по диаграмме Id определим температуру мокрого термометра .

Температурой конденсации tК задаются на 5…7 градусов выше температуры охлаждающей воды при выходе последней из конденсатора

= + (5…7),

Температура воды на выходе из охлаждаемых аппаратов на 10…15 градусов выше температуры воды на входе , что соответствует ширине зоны охлаждения соответствующих водоохладителей оборотных систем водоснабжения холодильных станций.

По таблице термодинамические свойства аммиака на линии насыщения при °С, определяем Pк=1,7826 МПа

Давление в генераторе отличается от Pк на величину потерь в трубопроводах. Пренебрегая потерями, принимаем, Pг=Pк=1,7826 МПа

Давление в генераторе Рг при упрощенных расчетах принимают равным давлению в конденсаторе РК, а давление в абсорбере Ра - давлению в испарителе Ро.

Концентрация паров аммиака перед конденсатором во избежание замерзания воды в трубках испарителя должна быть около 0,995 0,997 кг/кг, то есть d1.

Давление Ро определяется той же концентрацией паров и низшей температурой агента tо, которую необходимо достигнуть в испарителе /8/

= - (3…8)

По таблице термодинамические свойства аммиака на линии насыщения при °С, МПа, определяем Pо=0,37МПа

Высшая температура кипения в генераторе определяется температурой греющего источника с учетом перепада температуры, необходимого для осуществления передачи тепла от греющего теплоносителя раствору в генераторе

= - (7…15)

Низшая температура абсорбции, определяющая концентрацию крепкого раствора, зависит от температуры охлаждающей воды и равна

= + (5…7)

Высшая температура раствора в испарителе



= + (2…5)

= 3 + 5 = 8

Полный цикл абсорбционной холодильной установки в диаграмме i- представлен на рис. 2.

Для построения цикла вначале проводятся линии кипения и конденсации для давлений PК = 17,826 кгс/смІ в генераторе и конденсаторе и P0 = 3,7 кгс/смІ в абсорбере и испарителе. Затем строятся изотермы, соответствующие температуре жидкости на выходе из абсорбера t4 (точка 4) и высшей температуре раствора в испарителе t8 (точка 80).

В нижней части диаграммы (в области жидкости) нанесены линии постоянного давления (Р=const) в интервалах от 0.002 до 2 МПа -линия кипения; здесь же приведены изотермы раствора в интервалах от -70 до 200 °C и линии одинаковых равновесных паросодержаний от 0.1 до 0.99998. В верхней части диаграммы помещены кривые конденсации паров при P=const в диапазоне от 0.002 до 2 МПа. При =0 разность между энтальпиями пара и жидкости равна теплоте парообразования воды, а при =1 - теплоте парообразования аммиака. В верхней части нанесены также вспомогательные линии насыщения. Ниже кривых кипения расположена область переохлажденной жидкости, а выше кривых конденсации - область перегретого пара. Между этими кривыми расположена область влажных паров. Изотермы в области влажного пара - наклонные прямые, соединяющие точки, характеризующие состояние жидкой и паровой фазы, находящиеся в состоянии равновесия. Чтобы не затемнять общую диаграмму, изотермы влажного пара на ней не нанесены.



Рисунок 2 - Построение цикла АХМ

Процессы в генераторе, дефлегматоре и конденсаторе

Параметры жидкой смеси в генераторе соответствуют точке 2, из которой при кипении образуются пары (точка 2ґ). Эти пары в ректификационной колонне вступают в тепло- и массообмен с флегмой (параметры точки 10) и крепким раствором (параметры точки 5). Принимаем, что флегма и крепкий раствор имеют одинаковую концентрацию КР. Пары обогащаются аммиаком и с параметрами точки 1 поступают в дефлегматор, где они частично конденсируются (точка E); флегма 10 поступает в ректификационную колонну генератора, а пары состава 1ґ направляются в конденсатор, где они полностью конденсируются. Процесс идет при постоянной концентрации раствора d по линии 1? - 6.

Точка 2? характеризует состояние паров, равновесных со слабым раствором в генераторе. Находится эта точка следующим образом: из точки 2 проводят вверх вертикаль до пересечения со вспомогательной линией, соответствующей заданному давлению в генераторе РК. Из точки пересечения проводят горизонталь до линии конденсации паров того же давления. Пересечение этих линий дает искомую точку 2? (линия 2 - 2? представляет процесс кипения раствора в генераторе - изобарно-изотермический процесс). Точку 1?, характеризующую состояние паров, равновесных крепкому раствору, и точку 1 строят аналогичным образом.

Точка 1 соответствует состоянию паров, поступающих в дефлегматор. Можно принять, что она является равновесной промежуточному состоянию раствора, то есть среднему состоянию жидкости в генераторе ср = 0,5 (кр + сл).

Процесс дросселирования

Жидкость после конденсатора дросселируется до давления Ро (процесс изоэнтальпийный), и так как при этом концентрация парожидкостной эмульсии не изменяется, то точка 7 совпадает с точкой 6 и определяет состояние раствора в конце процесса дросселирования. При этом точке 7 соответствует не жидкость, а влажный пар, то есть смесь жидкости (точка 70) и пара (точка 7?) при температуре tК (точка 7? на рис. 2 не показана).

Процесс в испарителе

Жидкость состояния 70 поступает в испаритель, где она кипит при давлении Ро; при этом ее температура изменяется от tК до t8 (точка 80, которой соответствует состояние пара в точке 8?). Так как концентрация парожидкостной эмульсии остается постоянной и равной d , то пересечение изотермы влажного пара t8 с линией d = const в точке 8 определяет параметры смеси после кипения ее в испарителе.

Процессы охлаждения в промежуточном теплообменнике и дросселирования

Жидкий раствор после генератора (точка 2) охлаждается в теплообменнике (точка 3) и дросселируется до давления Ро, а затем поступает в абсорбер. Точка 30, характеризующая состояние раствора после дросселирования, совпадает с точкой 3, определяющей состояние раствора до дросселирования, но соответствует очень влажному пару с давлением Ро и концентрацией смеси в парожидкостной эмульсии сл.

Температура точки 3 принимается:

Процесс абсорбции

Водоаммиачная смесь после перепускного дроссельного вентиля с параметрами, соответствующими точке 30, и влажный пар с концентрацией d сл (точка 8) поступают в абсорбер, где и происходит абсорбция паров аммиака. Процесс абсорбции представляется первой фазой смешения - линией 30 - С - 8 и второй фазой охлаждения - линией С - 4, что необходимо для конденсации пара из испарителя и пара, образовавшегося при дросселировании жидкости в перепускном вентиле. Теплота абсорбции отводится охлаждающей аппарат водой.

Процесс сжатия жидкости и нагрева в промежуточном теплообменнике. Жидкость из абсорбера с параметрами точки 4 сжимается насосом до давления Рг, ее энтальпия не изменяется и точка 40 совпадает с точкой 4. Далее она нагревается в промежуточном теплообменнике до параметров, соответствующих точке 5, и поступает в генератор. Этим замыкается рассмотренный цикл работы абсорбционной установки.

Параметры точек, характеризующие жидкость и соответствующие состояния пара, сводят в таблицу1.

Таблица 1 - параметры точек холодильного цикла

Состояние вещества	Номер точки	Температура, t, 0С	Давление, Р, МПа	Концентрация, , кг/кг	Энтальпия, i, кДж/кг
1	2	3	4	5	6
Жидкая фаза, влажный пар
После кипятильника	2	115	1,7826	0,343	465
На выходе из абсорбера	4	35	0,37	0,491	100
Слабый раствор после теплообменника	3	60	1,7826	0,343	160
На выходе из конденсатора	6,7	49	1,7826	0,98	579
После испарителя	8	8	0,37	0,98	1580
Крепкий раствор после теплообменника	5	78	0,37	0,491	334
Крепкий раствор после насоса	40	35	1,7826	0,491	100
Паровая фаза
Равновесная с крепким раствором (и флегмой) в кипятильнике	1?	89	1,7826	0,98	1775
Равновесная со слабым раствором в кипятильнике	2?	115	1,7826	0,915	1960
В конце процесса кипения в испарителе	8?	8	0,37	0,98	1700
После ректификатора (равновесная жидкости средней концентрации в колонне)	1	89	1,7826	0,959	1815

1.2 Определение тепловых нагрузок аппаратов и расходов энергоносителей

Для вычисления тепловых потоков аппаратов машины определяются следующие величины:

кратность циркуляции:

,

флегмовое число:

,



Уравнение теплового баланса установки в обозначениях, указанных на рис. 1, 2, имеет вид:

,

В тепловом балансе условно не учитывается работа насоса на сжатие жидкости (перешедшая в тепло) вследствие ее незначительной величины.

Теплота, отводимая в дефлегматоре водой:

, кДж/кг

Энтальпия крепкого раствора после теплообменника:

, кДж/кг

Теплота, отдаваемая слабым раствором в теплообменнике:

, кДж/кг

кДж/кг

Теплота, затрачиваемая в кипятильнике:



Теплота, отдаваемая в конденсаторе:

.

Теплота, отдаваемая в абсорбере:

(18)

Теплота, подведенная в испарителе:

.

Холодильный коэффициент абсорбционной машины:

.

.

Количество хладоагента, проходящее в системе конденсатор - испаритель:

.

.



Количество раствора, поступившего в кипятильник:

.

.

Тепло, подведенное в испарителе и генераторе соответственно:

Qо = 800 кВт (по заданию):

, кВт.

.

Теплопроизводительность аппаратов:

конденсатора, , кВт

.

абсорбера, , кВт

.

дефлегматора , кВт(26)

.

1.3 Расчет и выбор основного и вспомогательного оборудования АХМ

Абсорбционные водоаммиачные холодильные машины в настоящее время серийно не выпускаются и изготавливаются отдельными партиями, в основном для типовых технологических линий в химической промышленности. В соответствии с утвержденным ГОСТ 26.03 - 286 - 77 условное обозначение этих машин включает наименование (АВХМ), холодопроизводительность (в тыс. ккал/ч), температуру кипения в испарителе, исполнение генератора в зависимости от греющего источника (I - водяной пар, II - горячая вода, III - парогазовые смеси), указание способа охлаждения конденсатора водой (К) или воздухом (В).

Аппараты абсорбционной машины по принципу действия делят на затопленные и пленочные (оросительные). Конструктивно аппараты выполняются вертикальными и горизонтальными кожухотрубными, кожухозмеевиковыми, элементными и двухтрубными.

Кипятильник - генератор

Назначением генератора является выпаривание хладагента из крепкого водоаммиачного раствора.

Тепловая нагрузка генератора определяется из предыдущего расчета:

.

Среднюю разность температур между греющим паром и раствором можно определить как

.

.

Приняв коэффициент теплопередачи между раствором и греющим паром (согласно [1]) определяют поверхность теплообмена кипятильника

.

.



Расход пара на кипятильник

.

где - теплота парообразования греющего пара при давлении.

.

Дефлегматор

Конструктивно аппарат может быть выполнен горизонтальным кожухотрубным, элементным, кожухозмеевиковым или двухтрубным. Главным критерием выбора конструкции дефлегматора является осуществление в нем противотока между водоаммиачным паром и охлаждающей средой (водой или холодным крепким раствором). Немаловажную роль в эффективности теплообмена играет скорость движения сред, которая для пара не должна быть ниже 1…1,5 м/с, а для охлаждающей среды не ниже 0,4…0,5 м/с. В то же время, во избежание уноса флегмы в конденсатор, скорость пара не должна превышать 2,5 м/с. Для свободного слива флегмы в ректификационную колонну дефлегматор должен быть установлен выше колонны.

Тепловая нагрузка аппарата определяется из предыдущих расчетов т

Средняя разность температур

.

где и - соответственно температура охлаждающей воды на входе и выходе из дефлегматора, °C.



.

Поверхность теплообмена дефлегматора можно определить по упрощенному расчету, задавшись определенным значением коэффициента теплопередачи [1]:

.

Абсорбер

По принципу действия абсорберы делятся на затопленные барботажные и пленочные. По конструкции они бывают кожухотрубные, змеевиковые, элементные и двухтрубные.

Поверхность теплообмена абсорбера может быть определена по уравнению теплопередачи при известной тепловой нагрузке аппарата , рассчитанном температурном напоре и коэффициенте теплопередачи [1]

Средняя разность температур определяется по формуле

,

.

Определим поверхность теплообмена абсорбера

3)



.

Испаритель

В абсорбционных водоаммиачных холодильных машинах возможно использование аммиачных испарителей компрессорных машин. Особенностью работы аппарата является необходимость отвода флегмы, которая непрерывно накапливается в испарителе вследствие того, что в него поступает не чистый хладоагент.

Поскольку в испарителе отсутствует загрязнение маслом, коэффициент теплопередачи в нем выше, чем в таком же аппарате компрессорной холодильной машины.

Принципиальный вид аммиачного кожухотрубного испарителя приведен на рисунке 3.

Рисунок 3 - Аммиачный кожухотрубный испаритель затопленный:

1 - сухопарник, 2 - трубы, 3 - корпус, 4 - отстойник, 5, 6 - крышки

Расчет поверхности испарителя производится по формуле [1]:

.

где - плотность теплового потока,

- холодопроизводительность (принимаем по заданию).

.

Так как наибольший испаритель имеет площадь [1], то рассчитываем количество испарителей по формуле:

.

.

Табличный испаритель:

- Марка испарителя - 63ИТГ;

- Площадь поверхности теплообмена - ;

- Диаметр кожуха - ;

- Длина кожуха - ;

- Диаметр парового штуцера -

- Диаметр штуцера жидкости -

- Диаметр штуцера хладоносителя -

- Число труб -

Конденсатор.

Произведем расчет кожухотрубчатого конденсатора, а так же произведем выбор стандартизированного конденсатора из [1]. По межтрубному пространству движутся пары органической жидкости (аммиак). В трубках движется хладоноситель (вода).

Исходные данные для расчета:

Ё Органическая жидкость аммиак - R717:

Ш Расход, ;

Ш Теплота конденсации, ;

Ш Температура конденсации, ;

Ш Теплопроводность, ;

Ш Плотность, ;

Ш Коэффициент динамической вязкости,

Ё Хладоноситель - вода:

Ш Температура воды на входе,

Ш Температура воды на выходе,

Ш Плотность, ;

Ш Теплоемкость, ;

Ш Теплопроводность, ;

Ш Коэффициент динамической вязкости, ;

Ш Критерий Прандтля,

Тепловая нагрузка в конденсаторе составляет:

Расход воды:

.

.

Определим температурный напор Дt по формуле:

.

Для определения строится температурный график (Рисунок 4).



Рисунок 4- температурный график

.

.

Определим температурный напор по формуле (27):

.

Принимаем ориентировочное значение коэффициента теплопередачи по [1], . Рассчитываем ориентировочное значение площади теплообмена:

.

.

Задаваясь числом Рейнольдса Re = 15000, определим соотношение n/z для конденсатора с диаметром труб :

.



.

Исходя из соотношения n/z, подбираем конденсатор, имеющий наиболее близкую к ориентировочной площадь поверхности теплообмена.

Характеристики принятого конденсатора КТГ-110:

- Диаметр труб, ;

- Диаметр кожуха, ;

- Число ходов, ;

- Число труб,

- Длина труб,

- Поверхность теплообмена, .

Действительное число Рейнольдса:

.

.

Коэффициент теплоотдачи к воде определим по формуле [1]:

.

.

Коэффициент теплопередачи от конденсирующегося пара определяется по формуле [1]: абсорбционный холодильный конденсатор генератор

.



.

Коэффициент теплопередачи:

.

где - сумма термических сопротивлений стенки труб из нержавеющей стали

.

Определяем требуемую поверхность теплообмена по формуле (41):

.

Рассчитаем погрешность:

.

.

1.4 Выбор водоохлаждающего устройства

Для охлаждения циркуляционной воды применяются градирни следующие устройства: брызгальные бассейны с форсунками(охлаждающие пруды), открытые башенные градирни с естественным продуванием воздуха, вентиляторные градирни.

Брызгальные бассейны применяются для крупных холодильных установок с большим количеством циркулирующей воды.

Для теплового конструкторского расчета охладителя должны быть заданны следующие величины:

· гидравлическая нагрузка, Gж, кг/с или м3/с;

· тепловая нагрузка Q, Вт, или ширина зоны охлаждения

.

.

· параметры наружного воздуха: температура и относительная влажность = 70%.

Определение тепловой нагрузки

Охлаждающая вода используется в дефлегматоре, конденсаторе и абсорбере.

Тепловая нагрузка составляет:

· дефлегматор

· конденсатор

· абсорбер

Общая нагрузка:

.

.

Определение гидравлической нагрузки

Расход воды определяется по формуле:

.



где - ширина зоны охлаждения, ; - теплоемкость воды при средней температуре 4,19 кДж/(кг·К).

.

Расход воды составит:

· на дефлегматор

· на конденсатор

· на абсорбер

Общий расход воды составит

Объемный расход воды

.

Расчет вентиляторной градирни

По температуре наружного воздуха и относительной влажности определяем: Определяем количество воды, которое нужно охладить

.

кг/с

Температура воздуха на выходе из градирни при относительной влажности воздуха = 100% определяется:



.

Рисунок 5 - распределение потоков влагосодержания и энтальпии воздуха

где-температура воздуха на входе в градирню, Р1” и p2” - упругость пара при температурах воды t1 и t2

x1 - влагосодержание при , рассчитывается по формуле:

.

где В - барометрическое давление, Па;

Рнас1 - давление насыщенного водяного пара при температуре ?1

x1=0,622 кг/кг

Энтальпия воздуха на входе в градирню:

, кДж/кг; (56)

кДж/кг.

t1 =41,26- температура воды на входе в градирню

t2 =31,26 -температура воды на выходе из градирни

=7784 Па-давление водяных паров при t1

=4495 Па-давление при t2

P1 =2850 Па-давление при и1

дР”=0,25*(P1”+P2” - 2P m ”) (57)

где P m” - упругость пара при температуре охлаждаемой и охлаждённой воды P m” =5620 Па

=0,25 249 Па

Решение уравнения относительно и2 производится подбором и построением графика и2расч = f(и2прин). Точка пересечения полученной кривой с прямой линией, проходящей через начало координат под углом 45° к осям, определит искомое значение и2.

Таблица 2. Данные для построения зависимости и2расч = f(и2прин)

и2прин, °С	и2расч, °С
20	25,8
25	27,6
30	29,94

Примем из графика температуру воздуха и2:

и2=30 -температура воздуха на выходе из градирни;

Р2=4242 Па-давление при и2

Теоретический относительный расход воздуха через градирню равен:



Рисунок 6 - соотношение принятого значения и расчетного

, кг/кг; (58)

где k - коэффициент, учитывающий долю тепла, отведенного от воды за счет частичного испарения;

i2, x2 - энтальпия и влагосодержание воздуха на выходе из градирни при ц2=100%, кДж/кг и кг/кг.

Влагосодержание воздуха при и2 = 30 °С и ц2 = 100%:

кг/кг. (59)

Теплосодержание воздуха при и2 = 30 °С и ц2 = 100%:

кДж/кг. (60)

Тогда k равен:



, (61)

.

Теоретический относительный расход воздуха через градирню равен:

кг/кг. (62)

Теоретический расход воздуха:

, кг/с; (63)

кг/с;

В приближенных расчетах действительный расход воздуха принимают равным теоретическому.

Поверхность охлаждения:

, м2; (64)

где вр - коэффициент массоотдачи, отнесённый к разности парциальных давлений, кг/(м2•с•Па); Рср среднее парциальное давление водяных паров в градирне определяется как :

Па; (65)



ДP1=P”1-P2 =7784-4242=354 (66)

ДP2=P”2-P1 =4495-2850= 1645 (67)

Па. (68)

Для определения используем формулу [9]:

; (69)

где - эквивалентный диаметр канала, м; d=2·b, где b=0,02 - 0,05 м [10]; b - расстояние между щитами принимаем 0,03 м, тогда dэ = 0,06 м.

- коэффициент диффузии, отнесенный к градиенту парциального давления, кг/м*с*Па.

Коэффициент диффузии определим [10]:

, кг/м•с•Па; (70)

где Т - абсолютная средняя температура воздуха в градирне, К;

К. (71)

кг/м•с•Па.

A,n - коэффициенты в критериальном уравнении, которые выбираются в зависимости от режима движения:



, (72)

м2/с - коэффициент кинематической вязкости воздуха при средней температуре воздуха в градирне, м2/с;

°С.

Таблица 3. Зависимость коэффициентов A, n от режима движения.

Re<104	A = 0,0008	n = 1,18
Re>104	A = 0,028	n = 0,8

Скорость воздуха определяется относительно поверхности движущейся плёнки, то есть при противотоке:

м/с; (73)

- абсолютная скорость воздуха, м/с;

- скорость жидкостной пленки, м/с;

Величина может быть найдена в зависимости от гидравлической нагрузки и средней температуры воды ( = 0,2 ч 0,25 м/с), принимаем = 0,25 м/с.

Скорость воздуха определим::

, м/с; (74)



где - величина удельной гидравлической нагрузки на 1 погонный метр каждой стороны щитов;

в - плотность воздуха при средней температуре, кг/м3; в = 1,178 кг/м3.

м/с;

м/с.

Тогда:

Так как Re<104, то:

;

кг/(м2•с•Па).

Найдем поверхность охлаждения:

м2.

Расчет расхода воздуха через градирню и мощности вентилятора

Энтальпии воды при ?=100% и температуре воды:

При : =129,93 кДж/кг

При : =171,71 кДж/кг

При : =150,82 кДж/кг

Задаемся рекомендуемой величиной плотности орошения для вентиляторных градирен [8] в диапазоне =0,6...2,0 кг/(м2/c).

Принимаем кг/(м2/c).

Определяем площадь оросителя по формуле:

.

.

Принимаем к установке секционную вентиляторную градирню [8]:

- Размеры секции в плане - м.;

- Число секций - 1 шт.;

- Высота - 6,4 м;

- Тип оросителя - капельный;

- Площадь оросителя - 16 м2;

- Тип вентилятора - 1ВГ25

Характеристики оросителя:

- Тип - капельный;

- Высота оросителя - 3,78 м;

- Коэффициент сопротивления сухого воздуха - 11,6 ;

- Коэффициент увеличения сопротивления оросителя при подаче на него воды - 0,493;

Коэффициенты уравнения:

- A=0,375

- n=0,47

- m=0,53

Характеристики вентилятора:

- Диаметр - 2,5 м;

- Номинальный расход воздуха

- Тип электрического двигателя - BACO 10 - 19 - 16;

- Мощность - 11 кВт;

- КПД - 0,885

Отношение кг/кг.

Тогда расчетный расчет воздуха

При условии получим:

.

где k - коэффициент, учитывающий долю теплоты, отведенной от воды за счет частичного испарения (принимаем k=0,96);

?t=t2-t1=10 - ширина зоны охлаждения градирни;

.

.

кДж/кг

Средний энтальпийный напор определяется:

) (77)

где =кг

Д

д

ДкДж/кг

в=А8)



где

Коэффициент массотдачи:

в=0,341

Определяем необходимый объем оросителя градирни:

.

Расчетная высота оросителя составит:

.

Аэродинамическое сопротивление градирни:

- коэффициент сопротивления градирни;

Wв - скорость воздуха, м/с;

- величина удельной гидравлической нагрузки на 1 погонный метр каждой стороны щитов;

- плотность воздуха при средней температуре;

- расстояние между щитами, принимаем 0,05 м;

.

.

- число вентиляторов;

- КПД вентилятора с редуктором и приводным электродвигателем.

Расход воздуха проходящего через градирню

.

.



Заключение

В результате проделанной работы были выполнены расчет процесса холода на диаграмме, определение тепловых нагрузок аппаратов. Было выбрано основное и вспомогательное оборудования АХМ. Произведен выбор водоохлаждающего устройства.

Принимаем испаритель 63ИТГ с площадью поверхности теплообмена аппарата 67 м2. Количество трубок 216.

Принимаем конденсатор КТГ-110 с площадью поверхности теплообмена аппарата 110 м2. Количество трубок 386, число ходов - 2, диаметр трубок и толщина стенки составляет 20х2 мм

В качестве водоохлаждающего устройства выбрана вентиляторная градирня.



Список используемой литературы

1. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Г. С. Борисов, В. П. Брыков, Ю. И. Дытнерский и др. Под ред. Ю. И. Дытнерского, 2 - е изд., перераб. и дополн. М.: Химия, 1991. Ї 496с.

2. Расчет и выбор оборудования абсорбционных холодильных установок: Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Энергетические комплексы промышленных предприятий». СГТУ: Саратов 2001.

3. Симонов В. Ф. Расчет водоохлаждающих устройств: учебное пособие/ В. Ф. Симонов, А. К. Тверской, Н. В. Долотовская. - Саратов: изд. СГТУ, 1994г - 70 с.

4. СНиП 23-01-99* «Строительная климатология», Государственный комитет Российской Федерации по строительству и жилищно-коммунальному комплексу (ГОССТРОЙ РОССИИ). - М.: 2003.

5. Теплообменные аппараты, приборы автоматизации и испытания холодильных машин /Под ред. А.В. Быкова. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 248 с.

6. Теплообменные аппараты холодильных установок/ Г.Н. Данилова, С.Н. Богданов, О.П. Иванов и др. Под ред. Г. Н. Данилова - Л.: Машиностроение, 1973. - 328 с.

7. Холодильная техника. Свойства веществ: Справочник/ С.Н. Богданов, О.П. Иванов, А.В. Куприянова. Под ред. С. Н. Богданов. - Л.: Машиностроение, 1985. - 208 с.

8. Пособие по проектированию градирен (к СНиП 2.04.02-84). Утверждено приказом ВНИИ ВОДГЕО Госстроя СССР от 20 марта 1985 г.№27.

9. Чернобыльский И.И., Машины и аппараты химических производств. М.:Машиностроение.1975

Размещено на Allbest.ru

...