Насадочная абсорбционная колонна
8.1 Расчет холодильника газа
Примем что начальная температура газа 450єС и перед подачей он охлаждается до 25єС.
Предварительно найдем среднюю температуру воды:
єС
Средняя разность температур:
400 єС 10 єС
, (44)
K
Средняя температура аммиачно-воздушной смеси:
t1 = 32,5 + 105 = 137,5 єС
Найдем расход теплоты с учетом потерь 5%:
, (45)
где с1 - удельная теплоемкость аммиачно-воздушной смеси при Т = 105 К, Дж/(кгК); =4,67 кг/c
=2292386 Вт
Расход воды:
, (46)
кг/с
Объемный расход:
V2 = 0,016м3/с.
Воду направим в межтрубное пространство, а газ в трубное.
Определим ориентировочное значение площади поверхности теплообмена, пологая Кор = 13Вт/(м2/К) [6].
, (47)
м2
Выбираем кожухотрубчатый холодильник диаметром 2200мм, с трубами 25х2 мм, длинна труб 6 м, число труб 3876 шт., поверхность теплообмена 1800 м2.
Скорость и критерий Рейнольдса для воды:
, (48)
где S - проходное сечение м2.
м/с
, (49)
Скорость и критерий Рейнольдса для газа:
, (50)
м/с
, (51)
Для расчета процесса теплопередачи необходимо знать температуры tст1 и tст2. Зададимся значениями tст1 и tст2, исходя из того, что t1> tст1> tст2> t2, примем tст1 = 36 єС ; tст2 = 30 єС (с последующей проверкой).
Коэффициент теплоотдачи для газа:
Газ движется в трубном пространстве Re> 10000, поэтому критерий Нуссельта определим по формуле:
, (52)
где ц - коэффициент, учитывающий влияние угла атаки [6].
=11,06
Коэффициент теплоотдачи найдем по формуле:
, (53)
где - коэффициент теплопроводности, Вт/(мК).
Вт/(м2К)
Коэффициент теплоотдачи для воды:
При Re> 1000 критерий Нуссельта находим по формуле:
, (54)
где - коэффициент, учитывающий влияние угла атаки; Pr, Prст - критерий Прандтля для жидкости и стенки соответственно.
Критерий Прандтля для воды определим по формуле:
, (55)
Критерий Прандтля для стенки определим по номограмме [6. Prст = 7.
Коэффициент теплоотдачи найдем по формуле (53):
Вт (м2К)
Коэффициент теплопередачи.
, (56)
где 1, 2 - коэффициенты теплоотдачи горячего и холодного теплоносителей, Вт/(м2К); rст - сумма термических сопротивлений слоев, из которых состоит стенка, (м2К)/Вт.