Полный тепловой расчет подогревателя начального раствора

Ориентировочный расчет теплообменного аппарата для подогрева раствора перед подачей в выпарной аппарат.

Таблица 3.4 Основные данные для расчета подогревателя.

Раствор хлорида аммония.	Греющий пар
% масс.
		92,0.	142,9.	4,03.

Температурная схема процесса:

Характер изменения температур теплоносителей.

Рис. 3.2.

Значение усредненной по всей теплообменной поверхности разности температур рассчитывается по формуле:

; (3.22).

при этом.

;

.

Получаем.

.

Средняя температура раствора :

.

где — среднее арифметическое значение температуры теплоносителя, которое изменяется на меньшую величину (в данном случае температура конденсации греющего пара);

.

Расход раствора :

.

Расход теплоты на нагрев раствора:

(3.23).

где — удельная теплоемкость раствора, рассчитанная по формуле 2.11, при и % масс.

По формуле 3.12 удельная теплоемкость воды при равна:

.

Тогда по формуле 3.11 получаем:

Расход теплоты на нагрев раствора по формуле 3.23 равен:

.

Расход греющего пара:

Принимая по (/1/, табл. 4.8 стр. 172) ориентировочный коэффициент теплопередачи, (аппарат со свободной циркуляцией, передача тепла от конденсирующегося пара к воде), рассчитываем ориентировочную поверхность теплопередачи:

.

Проходное сечение трубного пространства рассчитываем по формуле:

(3.24).

где — внутренний диаметр труб; - динамический коэффициент вязкости начального раствора при средней температуре; Re — критерий Рейнольдса.

По формуле 3.21 при для воды получаем:

.

а по формуле 3.20 для раствора находим:

.

Для обеспечения интенсивного теплообмена подбираем аппарат с турбулентным режимом течения теплоносителей. Раствор направляется в трубное пространство, греющий пар — в межтрубное.

Максимальное проходное сечение считаем при критерии Рейнольдса :

.

минимальное — при :

.

По полученному оценочному значению поверхности теплопередачи с учетом и, в качестве подогревателя, мы выбираем по (/3/ табл. 1.2 стр. 6) 2-у ходовый теплообменник, с внутренним диаметром кожуха, числом труб, поверхностью теплообмена, длиной труб, проходным сечением и числом рядов труб, расположенных в шахматном порядке.