Материальный и тепловой баланс периодической сульфатной варки целлюлозы

Nu_пл=

предварительно вычислив критерий Прандтля для конденсата (Рr_конд)

Рr_конд.=

Здесь м₁, с₁,-- параметры конденсата при заданных условиях.

Nu_пл=

Определим приведенную толщину плёнки конденсата:

м

Вычислим коэффициент теплоотдачи

Вт/м^{2 о}С

7.6.10 Следующий этап - определение коэффициента теплоотдачи от поверхности труб к нагреваемой жидкости.

Вычислим критерий Рейнольдса для жидкости - варочного щёлока (Rе₂) при её массовой скорости W = 2505 кг/м² с.

Re_2.=

Критерий Прандтля для варочного щёлока (Рг₂):

Рr₂=

Здесь м₂, с₂, - параметры нагреваемого варочного щелока при средней температуре = 167,5 °С.

Так как Rе₂> 10000, то вычисляем критерий Нуссельта для варочного щёлока (Nu₂) по уравнению:

Nu₂=0,023

По установленному критерию Нуссельта может быть вычислен коэффициент теплоотдачи от поверхности труб к нагреваемому щелоку

Вт/м^г °С

7.6.11 Вычислим коэффициент теплопередачи от пара к жидкости (К_Т.П-Ж). Коэффициентом теплопередачи учитывается теплоотдача со стороны горячего теплоносителя (а₁) теплоотдача (тепловосприятие) со стороны нагреваемого щёлока (а₂) и термическое сопротивление стенки , зависящее от толщины материала стенки и от отложений на нем. Для цилиндрической стенки коэффициент К_Т определяется в зависимости от вобранной расчётной поверхности (d_нар, d_вн, d_ср).

Если

d_нар/ d_вн<2, то d_ср = 0,5 (d_нар + d_вн)

- В этом случае можно пользоваться формулой коэффициент теплопередачи для плоской стенки, вычисляя в дальнейшем поверхность теплообмена по тому диаметру, со стороны которою коэффициент теплоотдачи (а) меньше.

R донном случае d_нар/ d_вн = 38/34 = 1,12 < 2, таким образом, проводим расчёт, как для плоской стенки.

Вт/м^{2 о}С

где - толщина стенки трубы - 0,002 м;

- теплопроводность кислотоупорной стали = 17,5 Вт/м°С

r_загр -тепловое сопротивление загрязнений (накипи) со стороны жидкости = 0,00009 (м² °С)/Вт.

7.6.12 Поверхность теплообмена

м²

где Q - тепловая нагрузка подогревателя (п.7.6.1.) = 8,755* 10⁶ Вт;

- средний температурный напор (п. 7.6.1.) = 18,6°С

Для трубчатых теплообменников поверхность теплообмена определяете по формуле

F=

Проведем расчет по внутреннему диаметру, тик кок со сторону жидкости коэффициент теплоотдачи меньше; d_вн =0,034 м.

Тогда расчетная длина труб подогревателя будет равна:

Принимаем длину труб теплообменника равной 7 м. Поверхность теплообмена в этом случае будет равна:

F_{Т/О ФАКТ}=м².

На основании проверенных расчетов и каталога АО «Петрозаводскмаш» принимаем к установке вертикальный двухходовой кожухотрубчатый теплообменник с плавающей головкой с параметрами:

площадь поверхности теплообмена F_Т/О = 180 м²;

количество теплообменных труб = 336;

трубный пучок - (трубы 38x2 мм);

высота трубного пучка, h = 4,5 м;

диаметр кожуха внутренний D_ВН = 1200 мм

габаритная высота (с опорами), Н = 7,00 м.

Библиографический список

Непенин Ю.Н. Технология целлюлозы. Т. 2. Производство сульфатной целлюлозы. М. лесная промышленность 1990 г. 597с.

Богомолов Б.Д., Соколова А.А. Побочные продукты сульфатно-целлюлозного производства (Химия и технология).- М. Гослесбумиздат. 1962, 436 с.

Вукапович М.П. Таблицы термодинамических свойств воды и водяногопара.- Изд. 7-е. -М,- Л.: Энергия, 1965,400 с.

Инструкция по нормированию расхода древесины в производстве целлюлозы и древесной массы.- М: Лесная промышленность, 1982.65 с.

Болдырев Ю.Н., Зорин А.А., Попов В.В. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов целлюлозно-бумажного, лесохимического и гидролизного производств.-2-е изд.-М.: Лесная пром-сть, 1984,224 с.

Оборудование целлюлозно-бумажного производства Т. 1. Оборудование для производства волокнистых полуфабрикатов / Под ред. В.А. Чичаева, М.: Лесная промышленность, 1981. 368 с.

Кожухотрубчатые теплообменные аппараты общего и специального назначения.- каталог ВНИИнефтемаш- М,: ЦИНТИхимнефтемаш, 1991.72 с.

Оборудование для целлюлозно-бумажного производства. Книга 1. Оборудование для производства целлюлозы. Химическое оборудование. Каталог АО «Петрозаволскмаш». - Петрозаводск. 1994.259 с.

9. Технология целлюлозно-бумажного производства. Справочные материалы. В З т., Т.1, Сырьё и производство полуфабрикатов. Ч. 2. Производство полуфабрикатов.- С-Пб.: Политехника, 2003. 633 с.

Размещено на Allbest.ru