Расчёт и проектирование установки для получения жидкого кислорода — страница 7

  • Просмотров 2510
  • Скачиваний 192
  • Размер файла 72
    Кб

Прямой (воздух) 45 155,5 2,328 0,007 142,62 23,73 Обратный (О2 под дав) 100 132,5 1,831 0,00104 943,3 106,8 Обратный (N2 низ дав) 1,3 112,5 1,061 0,32 75,25 10,9 Прямой поток. 1)Скорость потока принимаем ω = 1 м/с 2) Секундный расход Vсек = V*v/3600 = 1875*0,007/3600 = 2,6*10-3 м3/с 3) Выбираем тубку ф 10х1,5 мм гладкую. 4) Число трубок n = Vсек/0,785dвн ω = 0,0026/0,785*0,0072*1 = 45 шт Эквивалентный диаметр dэкв = 9 – 5 = 4 мм 5) Критерий Рейнольдса Re = ω dвнρ/gμ = 1*0,004*169,4/9,81*142,62*10-7 = 83140 6) Критерий Прандтля Pr =1,392 (см. [2]) 7)

Критерий Нуссельта: Nu = 0,023 Re0,8 Pr0,33 = 0,015*831400,8*1,3920,33 = 145 8) Коэффициент теплоотдачи: αВ = Nuλ/dвн = 145*10,9*10-3/0,007 = 225,8 Вт/м2К Обратный поток (кислород под давлением): 1)Скорость потока принимаем ω = 1 м/с 2) Секундный расход Vсек = V*v/3600 = 800*0,00104/3600 = 1,2*10-4 м3/с 3) Выбираем тубку ф 10х1,5 мм с оребрением из проволоки ф 1,6 мм и шагом оребрения tп = 5,5мм 4) Критерий Рейнольдса Re = ω dвнρ/gμ = 1*0,007*1067,2/9,81*75,25*10-7 = 101200 5) Критерий Прандтля Pr = 1,87 (см. [2]) 6)

Критерий Нуссельта: Nu = 0,023 Re0,8 Pr0,4 = 0,015*1012000,8*1,870,33 = 297,2 7) Коэффициент теплоотдачи: αВ = Nuλ/dвн = 297,2*10,9*10-3/0,007 = 462,8 Вт/м2К Обратный поток (азот низкого давления) 1)Скорость потока принимаем ω = 15 м/с 2) Секундный расход Vсек = V*v/3600 = 2725*0,32/3600 = 0,242 м3/с 3) Живое сечение для прохода обратного потока: Fж = Vсек/ω = 0,242/15 = 0,016 м2 4) Диаметр сердечника принимаем Dc = 0,1 м 4) Критерий Рейнольдса Re = ω dвнρ/gμ = 15*0,01*3,04/9,81*75,25*10-7 = 60598 5) Критерий Нуссельта:

Nu = 0,0418 Re0,85 = 0,0418*605980,85=485,6 7) Коэффициент теплоотдачи: αВ = Nuλ/dвн = 485,6*10,9*10-3/0,01 = 529,3 Вт/м2К Параметры всего аппарата: 1) Тепловая нагрузка азотной секции QA = AΔiA/3600 = 2725(391,85 – 333,5)/3600 = 57 кВт 2) Среднеинтегральная разность температур ΔТср = 52 К 3) Коэффициент теплопередачи КА = 1/[(1/αв)*(Dн/Dвн) + (1/αА)] = 1/[(1/225,8)*(0,01/0,007) + (1/529,3)] = 121,7 Вт/м2 К 4) Площадь теплопередающей поверхности FA = QA/KA ΔТср = 57000/121,7*52 = 9 м2 5) Средняя длина трубки с 20% запасом lА

= 1,2FA /3,14DHn = 1,2*9/3,14*0,01*45 = 7,717 м 6) Тепловая нагрузка кислородной секции QК = КΔiК/3600 = 0,128*(352,8 - 332)/3600 = 4,6 кВт 7) Коэффициент теплопередачи КК = 1/[(1/αв) + (1/αК) *(Dн/Dвн)] = 1/[(1/225,8) + (1/529,3) *(0,01/0,007)] = 140,3 Вт/м2 К 8) Площадь теплопередающей поверхности FК = QК/KК ΔТср = 4600/140*42,6 = 0,77 м2 9) Средняя длина трубки с 20% запасом lК = 1,2FК /3,14DHn = 1,2*0,77/3,14*0,01*45 = 0,654 м Принимаем l = 7,717 м. 10) Теоретическая высота навивки. Н = lt2/πDср = 7,717*0,0122/3,14*0,286 = 0,33 м. Окончательный

вариант расчёта принимаем на ЭВМ.   6. Расчёт блока очистки. 1)      Исходные данные: Количество очищаемого воздуха …………………… V = 2207,5 кг/ч = 1711 м3/ч Давление потока …………………………………………… Р = 4,5 МПа Температура очищаемого воздуха………………………… Т = 275 К Расчётное содержание углекислого газа по объёму …………………...С = 0,03% Адсорбент ……………………………………………………NaX Диаметр зёрен ………………………………………………. dз = 4