Расчет пленочного испарителя (стр. 1 из 3)
Задаем пленочный испаритель ИП-1 со следующими параметрами:
Нагревание проводится водой с
, 
.Конструктивные параметры теплообменника: поверхность теплообмена
. 
, 
, 
, 
, 
вес = 230кг, материал – нержавеющая сталь.Производительность (по отгону паров эфира) – 24,34кг/час.
Тепловой баланс пленочного испарителя.
Теплоноситель – горячая вода.
Температура горячей воды на входе
– 800С, на выходе 
– 400С.Энтальпия питательной воды: на входе при
на выходе при
КПД установки
.Нагреваемая среда – эфирный раствор с диэтиловым эфиром.
Температура эфирного раствора: на входе –
на выходе –
Расход эфирного раствора –
; расход эфира при испарении: 
.Удельная теплоемкость эфирного раствора рассчитывается по формуле:
.Температурный профиль процесса представлен на рис.1.
Рис 1. График изменения температуры по площади пленочного испарителя.
Т.о., по имеющимся данным составляем тепловой баланс процесса:
, отсюда: 
. 
Из выражения теплового баланса получаем значение расхода горячей воды:
По полученному значению массового расхода определяем скорость потока воды:
Рассчитываем поверхность теплообмена:
, где: 
- тепловой эффект пленочного испарителя, рассчитываем по упрощенной формуле: 
- берем из справочника [1], ккал/кг 
- по данным материального баланса, кг 
, где: 
- коэффициент теплоотдачи жидкости.Критерий Рейнольдса для потока воды:
, где: 
- скорость потока воды в межтрубном пространстве, 
- эквивалентный диаметр; 
- плотность воды; 
- динамическая вязкость воды;По известному значению критерия Рейнольдса определяем критерий Прандтля и критерий Нуссельта:
, где: 
.Отсюда находим коэффициент теплоотдачи от горячей воды к стенке α1:
- по справочнику [1],Коэффициент теплоотдачи от пленки к стенке α2 находим по упрощенной формуле для пленочного испарителя:
, 
Таким образом, выбранный стандартный теплообменник подходит для данного процесса.
Число труб пленочного аппарата находим по упрощенной формуле:
.Расчет теплообменника для конденсации паров эфира.
Охлаждение проводится рассолом с
, 
.Поверхность теплообмена
. , , , 
, вес = 213кг, материал – нержавеющая сталь.Производительность (по отгону паров эфира) – 24,34кг/час.
Скорость паров ДЭЭ в трубном пространстве:
Критерий Рейнольдса для паров диэтилового эфира:
, где: 
- скорость паров ДЭЭ в трубах, 
- внутренний диаметр труб; 
- плотность паров ДЭЭ; 
- динамическая вязкость ДЭЭ;По номограмме5 определяем критерий Прандтля:
.Отсюда находим коэффициент теплоотдачи от паров ДЭЭ к стенке α2:
, где: 
- по справочнику [1], 
, 
Обозначим выражение
за «а», выражение 
за «b». 
, 
.Пусть
,пусть
,пусть
. 
Определяем по графику
( 
).Находим действительное значение коэффициента теплопередачи:
Рассчитываем поверхность теплообмена:
, где: 
- тепловой эффект теплообменника, рассчитываем по упрощенной формуле: 
- берем из справочника [1], - по данным материального баланса, кг