Ориентировочный расчет подогревателя начального раствора

3.5.1 Ориентировочный расчет теплообменного аппарата для подогрева раствора MgSO4перед подачей в выпарной аппарат

Таблица 3.4

Основные данные для расчета подогревателя

Раствор хлорида аммония	Греющий пар
, % масс.
5,5		78,86	132,9

Температурная схема процесса:

Характер изменения температур теплоносителей

t,°C t1 ΔtM Δtб t2K t2H F

Рис. 3.2

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

; (3.26)

при этом

;

Получаем

Средняя температура раствора:

, (3.27)

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:

, (3.28)

где - удельная теплоемкость раствора, рассчитанная по формуле 3.15, при и % масс.

По формуле 3.16 удельная теплоемкость воды при равна:

Тогда по формуле 3.15 получаем:

Расход теплоты на нагрев раствора по формуле 3.28 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:

, (3.29)

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

По формуле 3.25 при для воды получаем:

а по формуле 3.24 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 :

В то же время проходное сечение можно посчитать по следующей формуле:

Тогда число труб рассчитываем по формуле:

n= /S=0,0084/0,00035=24 труб

По полученному оценочному значению поверхности теплопередачи с учетом числа труб n, в качестве подогревателей, мы выбираем по (/3/ табл. 1.2 стр. 6) кожухотрубчатые одноходовые теплообменники, с внешним диаметром кожуха , числом труб , поверхностью теплообмена , длиной труб , проходным сечением и числом рядов труб , расположенных в шахматном порядке, в количестве 5 штук.