ратура поверхні шару ізоляції не повинна перевищувати 45 ° С.
Розрахунок товщини теплоізоляційного шару матеріалу проводять за спрощеною схемою, використовуючи наступні рівняння [8]:
так як, то з цього випливає:
де - коефіцієнт тепловіддачі в навколишнє середовище, Вт/м? · К;
- товщина матеріалу ізоляції, мм;
- коефіцієнт теплопровідності матеріалу ізоляції, Вт/м · К,);
,, - відповідно температури зовнішньої стінки апарату, довкілля, зовнішньої поверхні теплоізоляційного матеріалу, ° С.
Коефіцієнт тепловіддачі, який визначає сумарну швидкість переносу теплоти конвекцією і тепловим випромінюванням для апаратів, що знаходяться в закритих приміщеннях, при температурі до 150 ° С можна розрахувати за наближене рівняння:
Вибираємо теплоізоляційний матеріал - скляна вата.
Задаємо температури:
=30 ° С,
=20 ° С,
=25 ° С,
=0,05 Вт/м · К
Розрахуємо значення коефіцієнта тепловіддачі:
Знайдемо товщину матеріалу ізоляції:
. Гідравлічний розрахунок теплообмінних апаратів
Основною метою гідравлічного розрахунку теплообмінних апаратів є визначення витрат енергії на переміщення газу через теплообмінник і підбір насоса або вентилятора.
У загальному випадку потужність N (кВт), споживана двигуном насоса розраховується з рівняння:
де - об'ємна продуктивність, м?/с;
- втрата тиску при перебігу теплоносія, Па;
- відповідно коефіцієнти корисної дії власне насоса, передавального механізму і двигуна.
Об'ємну продуктивність розрахуємо за формулою:
де - швидкість газу в трубному просторі, м/с,;
- площа прохідного перетину одного ходу по трубах, м ?,
Розраховуємо повне гідравлічний опір потоку теплоносія.
Рівняння для розрахунку гідравлічного опору трубного простору кожухотрубчасті теплообмінника:
де - коефіцієнт тертя;
- довжина труб, м,;
- число ходів. ;
- діаметр еквівалентний, м;
- швидкість газу в трубному просторі і в штуцерах, м/с;
- щільність газу, кг/м?;
- прискорення вільного падіння, м2/с;
- висота підйому суміші, м.
У турбулентному потоці для зони смешенного тертя коефіцієнт тертя розраховуємо за формулою:
,
де е - відносна шорсткість труби:
- абсолютна шорсткість труби (середня висота виступів мікронерівностей на поверхні труби), мм.
Значення наведені в табл. 10;
- діаметр еквівалентний, мм.
Перевіримо режим потоку в трубному просторі:
Значення критерію Рейнольдса для трубного простору, за раніше виробленим розрахунками, одно Отже, коефіцієнт тертя розрахуємо за формулою:
Визначимо швидкість газу в штуцерах:
де - масове кількість газів, що проходить по трубному простору, кг/с. ;
- щільність суміші при тиску pабс=23атм,;
- площа поперечного перерізу потоку, м2:
- діаметр умовного проходу штуцера, м,
Визначимо гідравлічний опір трубного простору кожухотрубчасті теплообмінника:
Необхідний напір в метрах стовпа перекачуваного газу при заданій подачі (витраті) суміші, переміщуваного насосом:
Попередньо виберемо коефіцієнти корисної дії для насоса, передачі та електродвигуна.
Якщо к. п. д. насоса невідомий, можна керуватися зразковими значеннями, наведеними в табл.
Таблиця
Орієнтовні значення к. п. д. насосів
Тип насосаЦентробежнийОсевойПоршневойМалая і середня передачаБольшая передачаК.п.д. () 0,4 - 0,70,7 - 0,90,7 - 0,90,65 - 0,85
До. п. д. передачі залежить від способу передачі зусилля. У відцентрових і осьових насосах зазвичай вал електродвигуна безпосередньо з'єднується з валом насоса; в цих випадках У поршневих насосах найчастіше використовують зубчасту передачу; при цьому
До. п. д. двигуна залежить від номінальної потужності (табл.).
Таблиця
До. п. д. електродвигунів
Номінальна потужність, кВт0,4 - 11 - 33 - 1010 - 3030 - 100100-200 gt; 200К. п. д.0,7-0,780,78-0,830,83-0,870,87-0,90,9-0,920,92-0,940,9
І визначаємо потужність, споживану двигуном насоса:
. Конструктивно-механічний розрахунок
У завдання конструктивно-механічного розрахунку входить визначення необхідних геометричних розмірів окремих деталей і вузлів, які визначають конструкцію теплообмінного апарату, його механічну міцність і геометричні розміри.
Ро...
