- •1. Основы теплового расчета рекуперативных теплообменных аппаратов.
- •2. Регенеративные аппараты. Процесс теплообмена. Основы теплового расчета.
- •3.Тепловой расчет мву(располагаемая и полезная разности температур.)
- •6.Расчет действительной сушилки по I-d-диаграмме. Тепловой баланс действительной сушильной установки.
- •Построение процесса для действительной сушилки на I-d-диаграмме
- •7.Основы теплообмена в ректификационных установках. Расчет ректификационных установок.
- •8. Основы теплового расчета контактных теплообменников
- •Расчет безнасадочного аппарата:
- •Расчет насадочных аппаратов
- •9. Основные понятия о процессе сушки Формы связи влаги с материалом. Кинетика сушки.
- •Свойства влажных материалов
- •Кинетика сушки влажных материалов
- •10. Бинарные смеси со взаимно растворимыми компонентами.
- •11. Бинарныесмеси со взаимно нерастворимыми компонентами.
- •12.Тепловой расчёт трубопроводов систем теплоснабжения. Коэффициент эффективности тепловой изоляции.
- •1) Определение тепловых потерь трубопровода.
- •2) Определение теплового поля для подземного трубопровода.
- •3) Тепловые потери и к-т эффективности тепловой изоляции.
- •4) Тепловой расчёт паропроводов.
- •5) Выбор толщины изоляционного слоя.
- •13. Гидравлический режим тепловых сетей.
- •14. Режимы регулирования систем теплоснабжения.
- •15. Основы гидравлического расчета систем теплоснабжения.
- •1, Регулирование по отопительной нагрузке
- •2, Регулирование по вентиляционной нагрузке
- •I – зона местного количественного регулирования,
- •II – зона центрального качественного регулирования,
- •III - зона местного количественного регулирования.
- •3, Центральное регулирование по нагрузке горячего водоснабжения при закрытой системе и параллельном подключении подогревателей горячего водоснабжения
- •4, Центральное регулирование по нагрузке гвс при открытой схеме теплоснабж. (Рис. Т.С.4)
- •17. Основы гидравлического расчета конденсатопроводов.
- •18. Пьезометрический график (Рис. Т.С.5)
- •19. Расчет гидравлического режима. Гидравлическая устойчивость.
- •Гидравлическая устойчивость системы
- •20.Регулирование давления в тепловой сети. Нейтральные точки.
- •21. Центральное качественное регулирование отопительной нагрузки.
- •22. Центральное качественное регулирование совмещённой нагрузки.
- •23. Определение тепловых нагрузок. Отопление. Вентиляция.
- •Отопление
- •24. Схемы присоединения стс к водяным тепловым сетям.
- •25.Конструкция подвижных и неподвижных опор. Расчет неподвижной опоры.
- •27. Определение расчетных расходов теплоносителя. (Рис. Т.С.22,23,24)
Расчет безнасадочного аппарата:
Вследствие трудности определения поверхности теплообмена смешивающих аппаратов в некоторых случаях расчет их проводят по объемному коэффициенту теплопередачи. При этом уравнение теплопередачи принимает вид:
(1)
где kv— объемный коэффициент теплопередачи, отнесенный к 1 м3 активного объема аппарата, Вт/(м3 0C); V—полезный или активный объем смесительной камеры, м3; Δt - средняя разность температур теплоносителей,0С,
Для определения коэффициента теплоотдачи при тепло- и массопередаче между каплями и газовым потоком в условиях вынужденной конвекции (Rе = 1—200) можно пользоваться формулой А. В. Нестеренко
где α—коэффициент теплоотдачи. Вт/м2 0C); dK—диаметр капель, м; λ —коэффициент теплопроводности воздуха или газа при средней температуре между поверхностью капель и воздухом, Вт/(м-°С); Nuо — критерий Нуссельта при Rе=0 (Nuо =2); для значений Nuо >80 величиной Nuо можно пренебречь; Rе=w0d/v—критерий Рейнольдса; здесь w0—скорость движения капли относительно газа, м/с; v—коэффициент кинематической вязкости воздуха при средней его температуре, м2с; Рг = v /а—критерий Прандтля для воздуха (его величина может быть принята равной 0,72); Gu = (Тс—Тm)/Тс—критерий Гухмана (учитывает влияние массообмена на теплообмен), где Тс и Тm —температуры воздуха или газа по сухому и мокрому термометрам, К.
Для приближенных расчетов средний диаметр капли может быть определен по формуле
где р— давление жидкости перед форсункой. Па.
Если принять за форму капель правильный шар, то поверхности капель в 1 л жидкости может быть получена из следующих соотношений:
где n—число капель в единице объема.
Полный объем их
/6, л
Удельная поверхность капель
Для определения скорости падения капли воды в скруббере необходимо определить скорость витания ее. Под скоростью витания капли понимают такую скорость, при которой наступает равновесие силы тяжести капли и сопротивления газовой среды. Это условие равновесия можно выразить уравнением
где dK —диаметр капли, м; рк и рг—плотности капли и газа. кг/м3; ξ - коэффициент лобового сопротивления капли в газовом потоке; wвит — скорость витания капли, м/с.
Условие равновесия может быть представлено в виде критерия Федорова
Расчет насадочных аппаратов
Оросительные скрубберы с насадками. Для получения больших активных поверхностей теплообмена между газом и жидкостью применяют колонны с различными насадками, например: кольцами Рашига, коксом, деревянными рейками в виде хордовых насадок, с металлической стружкой и т. п.
Насадки характеризуются:
поверхностью единицы объема S, м 2 / м3;
свободным объемом Vсв м3/м3;
проходным сечением f, м2-,
просветом на 1 м2 поперечного сечения аппарата
периметром U—условным периметром просветов в метрах на 1 м2 поперечного сечения аппарата.
При противоточном движении газа и жидкости в насадочных колоннах по мере возрастания скорости наблюдаются четыре характерных режима движения потоков: пленочный, промежуточный, турбулизации и эмульгирования.
В режиме эмульгирования интенсивность тепло- и массообмена достигает максимального значении, одновременно происходит накапливание жидкости и, когда вся насадка затапливается жидкостью, происходит так называемое захлебывание и начинается выброс жидкости из колонны. При проектировании скрубберов принимают рабочую скорость wг несколько меньше скорости эмульгирования wэ, при которой наступает инверсия (пенообразное перемешивание) фаз:
wг=(0,80-0,85) wэ, м/с.
Скорость газов, соответствующая оптимальному режиму работы колонн,
определяется из формулы
Оптимальная скорость газа
Вычисленная по этому методу Wопт составляет примерно 80% скорости захлебывания.
Определение основных размеров колонны сводится к подсчету полезного или активного объема В, диаметра D и полезной высоты H.
В насадочных колоннах под полезным или активным объемом и полезной высотой следует понимать объем и высоту насадки.
Полезный или активный объем скруббера определяется по формуле
где Q—количество тепла, передаваемое в скруббере, Вт; k—коэффициент теплопередачи насадки, Вт/(м 2 0С); Δt—средняя разность температур теплоносителей, 0С; S—поверхность насадки в единице объема, м2 /м3; —коэффициент смачиваемости.
Коэффициент смачиваемости насадки (отношение поверхности смоченной насадки к полной поверхности ее) можно найти как отношение количества жидкости, удерживаемой 1 м3 насадки, V, к количеству жидкости, удерживаемой 1 м3 насадки при полной ее смачиваемости, V. Таким образом,
где S—поверхность насадки в единице объема, м2 /м3; ж - плотность орошения, м3/(м2.ч )
Если получается больше единицы, то насадка смачивается полностью и в расчете принимается φ =1
Для равномерного распределения газа и жидкости по сечению аппарата отношение высоты насадки к ее диаметру Н/D не должно быть меньше 1,5—2 и больше 5—7.
Коэффициент теплопередачи при охлаждении воздуха водой в скрубберах с насадкой можно определить по формуле Тадеуша Хоблера], обобщившего работы Н. М. Жаворонкова к Н. Э. Фурмер:
α =0.0024*λ /dэ *Re0.7гPrг0.33(Reж)0.7tж=200с *(1+εх)
где λ,—теплопроводность смеси (влажного воздуха), Вт/(м*°С); dэ =4 Vсв/S —эквивалентный диаметр насадки, м; Reг = w *dэ /νг—критерий Рейнольдса для парогазовой смеси, в котором w - скорость газа в насадке, м/с; νг - кинематическая вязкость парогазовой смеси, м2/с; Рг= νсм / асм—критерий Прандтля для парогазовой смеси; Reж= Hw dэ / 3600νж - критерий Рейнольдса для жидкости при температуре 20°С, в котором Hw = 4L/ πD2 —плотность орошения насадки, м3/(м2.ч ); L — расход жидкости, м3/ч); νж —кинематическая вязкость жидкости при температуре 20С, м2 с; ε- безразмерный комплекс, учитывающий влияние массообмена, ε=130 при температуре в скруббере 20-90; i—энтальпия пара1 ; r—теплота парообразования; φ=α/β= Ср—соотношение Льюиса, где α —коэффициент теплоотдачи, β — коэффициент массообмена; m=μп/μв — отношение молекулярных весов пара и воздуха; сp—теплоемкость влажного воздуха на 1 кг сухого воздуха, А=1/427—тепловой эквивалент единицы работы, R—газовая постоянная влажного воздуха: Т—температура парогазовой смеси, К,
В большинстве случаев процессы в скрубберах при тепло- и массообмене воздуха с водой протекают при температурах от 20 до 90°С;
Т. Хоблер предлагает в расчетах принимать среднее значение комплекса ε=130; Х—средняя концентрация пара в парогазовой смеси:
Х= (Хп –Хв )/ln Хп/ Хв
где Хп — концентрация пара и смеси при ее средней температуре, кг/кг; Хв-—концентрация пара в смеси у зеркала испарения воды при температуре 20 0С, кг/кг.