Расчет опреснителя

Наименование

Обозначение

Численное значение

Производительность, т/сут (кг/с)

Температура охлаждающей воды на выходе из конденсатора (температура питательной воды), °С

Соленость охлаждающей воды, мг/л NaCl

Соленость дистиллята, мг/л NaCl

Расчетная формула или источник

Значение

Кратность охлаждения

Принимается /1/

Подогрев охлаждающей воды в конденсаторе, К

Коэффициент подачи питательной воды

Расход питательной воды, кг/с

Теплота парообразования вторичного пара, кДж/кг

Наименование
Обозн.
Расчетная формула или источник
Расчет
Значение
Плотность вторичного пара, кг/м3
ρ''

0,046
Ускорение силы тяготения, м/с2
g
Принимается /5/
–
9,8
Коэффициент поверхностного натяжения рассола, Н/м
σ
Из приложения II /1/
–
6,9∙10 -2
Диаметр отбойного козырька, м
dотб
dотб = 1,25*dбат
1,25∙1,8
2,25
Диаметр камеры испарения, м

1,5∙1,8
2,7
Приведенная скорость «зеркала испарения», м/с

1,32
Высота установки отбойного козырька, м
hпр

0,5∙(2,7-2,25)
0,225
Высота отбойного козырька, м
hкоз

0,303
Расстояние отбойного козырька от испарительной батареи, м
hотб
1,16*hпр+0,07
1,16∙0,225+0,07
0,331
Расстояние от батареи до конденсатора, м
hк
hпр+hкоз +0,008
0,225+0,303+0,008
0,536

2.3. Расчет конденсатора
Таблица 2.3.
Наименование
Обозн.
Расчетная формула или источник
Расчет
Значение
1
2
3
4
5
Теплота парообразования вторичного пара, кДж/кг
r
Из табл.
...

Производительность, т/сут (кг/с)
W2
30
30-36
(0.35 -0.42)
Тепловая мощность, кВт
Qисп
873
1011
Температура насыщения, °С
ts
38
40÷60
Расход греющей воды, кг/с
Wгр
10,4
27,7
Температура греющей воды, °С
tгр
75
60÷80
Соленость охлаждающей воды, мг/л NaCl
Sохл
15000
40000
Расход питательной воды, кг/с
Wпв
2
4.0÷4.8
Коэффициент подачи питательной воды
m
4
4÷5
Плотность теплового потока, кВт/м2
qисп
41
20÷25
Удельный паросъем, кг/м2*ч
dисп
61
30÷38
Поверхность нагрева, м2
Hбат
21,33
42
Число трубок, шт
zбат
498
1351
Высота трубок, м
lгр
0,662
0,5
Число перегородок, шт
n
3
3
Диаметр трубок (наружный), м
dн
0,022
0.022
Диаметр корпуса батареи, м
dбат
1,8
1,47
Диаметр патрубка греющей воды, м
dгр
0,2
0,2
Диаметр рассольного патрубка, м
dр
0,08
0,08
Диаметр патрубка питательной воды, м
dпв
0,032

Температура охлаждающей воды на выходе из конденсатора (температура питательной воды), °С
tпв
tохл + Δtк
25+7,58
32,58
Средняя температура охлаждающей воды, °С
tк
0,5*( tохл + tпв)
0,5∙(25+32,58)
28,7
Скорость воды в трубках конденсатора, м/с
w'к
Принимается /1/
–
1,1
Коэффициент теплопередачи конденсатора, Вт/м2*К
Кк

2536
Среднелогарифмический температурный напор конденсатора, К
Δtконд

3,2
Поверхность конденсатора (расчетная), м2
H’k

104
Диаметр камеры испарения, м
dки
Из табл. 2
–
4,5
Длина трубок конденсатора, м
lк
1,25*dки
1,25∙2,7
3,375
Диаметр трубок конденсатора (наружный), м
dн
Принимается /1/
–
0,022
Число трубок конденсатора (расчетное), шт
z'к

490
Число ходов воды в конденсаторе
n
Принимается /1/
–
4
Число трубок в одном проходе, шт.
Nк

123
Плотность охлаждающей воды, кг/м3
ρохл
ρохл = ρпв
–
995
Продолжение табл. 2.3.
...

Соленость охлаждающей воды, мг/л NaCl
Sохл
15000
40000
Расход питательной воды, кг/с
Wпв
2
4.0÷4.8
Коэффициент подачи питательной воды
m
4
4÷5
Плотность теплового потока, кВт/м2
qисп
41
20÷25
Удельный паросъем, кг/м2*ч
dисп
61
30÷38
Поверхность нагрева, м2
Hбат
21,33
42
Число трубок, шт
zбат
498
1351
Высота трубок, м
lгр
0,662
0,5
Число перегородок, шт
n
3
3
Диаметр трубок (наружный), м
dн
0,022
0.022
Диаметр корпуса батареи, м
dбат
1,8
1,47
Диаметр патрубка греющей воды, м
dгр
0,2
0,2
Диаметр рассольного патрубка, м
dр
0,08
0,08
Диаметр патрубка питательной воды, м
dпв
0,032
0.025
Конденсатор
Расход охлаждающей воды, кг/с
Wохл
28
170
Температура охлаждающей воды, °С
tохл
25
25÷30
Плотность теплового потока, кВт/м2
qк
7,66
23÷29
Удельный паросъем, кг/м2*ч
dn
11,43
35÷44
Поверхность нагрева, м2
Hк
110
36
Число трубок конденсатора, шт
zк
490
224
Длина трубок, м
lк
3,375
1,9
Диаметр корпуса конденсатора, м
dконд
0,61
0.61
Диаметр патрубка охлаждающей воды, м
dохл
0,15

Соленость дистиллята, мг/л NaCl
Sд
10
50
Камера испарения
Диаметр корпуса, м
dки
2,7
1,8
Приведенная скорость подъема пара, м/с
w''о
1,32
3,3
Высота камеры испарения, м
hки
2,98
1,5
Габариты опреснительной установки, м
L
4,435
2,25

B
4,5
1,87

H
2,1
2.08

Сопоставление полученных при расчете опреснителя характеристик с прототипом показывает, что проект оказался по объему на 50% больше. Это объясняется разной температурой насыщения: в проекте 380С, а в прототипе 400С. Разница определяется удельным объемом пара. Чем ниже давление вторичного пара, тем габариты опреснителя будут больше.
В испарительной батарее удельный паросъём спроектированного опреснителя в три раза больше чем у прототипа, это объясняется тем, что спроектированный опреснитель имеет более высокую плотность теплового потока. В конденсаторе спроектированного опреснителя плотность теплового потока и удельный паросъем ниже чем в прототипе, так как в спроектированном опреснители более низкий перепад температур.
...

Соленость охлаждающей воды, мг/л NaCl
Sохл
15000
40000
Расход питательной воды, кг/с
Wпв
2
4.0÷4.8
Коэффициент подачи питательной воды
m
4
4÷5
Плотность теплового потока, кВт/м2
qисп
41
20÷25
Удельный паросъем, кг/м2*ч
dисп
61
30÷38
Поверхность нагрева, м2
Hбат
21,33
42
Число трубок, шт
zбат
498
1351
Высота трубок, м
lгр
0,662
0,5
Число перегородок, шт
n
3
3
Диаметр трубок (наружный), м
dн
0,022
0.022
Диаметр корпуса батареи, м
dбат
1,8
1,47
Диаметр патрубка греющей воды, м
dгр
0,2
0,2
Диаметр рассольного патрубка, м
dр
0,08
0,08
Диаметр патрубка питательной воды, м
dпв
0,032
0.025
Конденсатор
Расход охлаждающей воды, кг/с
Wохл
28
170
Температура охлаждающей воды, °С
tохл
25
25÷30
Плотность теплового потока, кВт/м2
qк
7,66
23÷29
Удельный паросъем, кг/м2*ч
dn
11,43
35÷44
Поверхность нагрева, м2
Hк
110
36
Число трубок конденсатора, шт
zк
490
224
Длина трубок, м
lк
3,375
1,9
Диаметр корпуса конденсатора, м
dконд
0,61
0.61
Диаметр патрубка охлаждающей воды, м
dохл
0,15

Значение
Плотность вторичного пара, кг/м3
ρ''

0,046
Ускорение силы тяготения, м/с2
g
Принимается /5/
–
9,8
Коэффициент поверхностного натяжения рассола, Н/м
σ
Из приложения II /1/
–
6,9∙10 -2
Диаметр отбойного козырька, м
dотб
dотб = 1,25*dбат
1,25∙1,8
2,25
Диаметр камеры испарения, м

1,5∙1,8
2,7
Приведенная скорость «зеркала испарения», м/с

1,32
Высота установки отбойного козырька, м
hпр

0,5∙(2,7-2,25)
0,225
Высота отбойного козырька, м
hкоз

0,303
Расстояние отбойного козырька от испарительной батареи, м
hотб
1,16*hпр+0,07
1,16∙0,225+0,07
0,331
Расстояние от батареи до конденсатора, м
hк
hпр+hкоз +0,008
0,225+0,303+0,008
0,536

2.3. Расчет конденсатора
Таблица 2.3.
Наименование
Обозн.
Расчетная формула или источник
Расчет
Значение
1
2
3
4
5
Теплота парообразования вторичного пара, кДж/кг
r
Из табл.
...

Принимается /1/
–
0,0002
Коэффициент теплопроводности накипи, Вт/м*К
λн
Принимается /1/
–
0,6
Температура внутренней стенки трубки, °С
tс

63,5
Средняя разность температур стенки трубки и кипящего рассола, К
Δtисп
tс - ts
63,5-38
25,5
Коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к кипящему рассолу, Вт/м2*К
α2

10030
Коэффициент теплопередачи испарительной батареи, Вт/м2*К
Кбат

1592
Среднелогарифмический температурный напор, К
Δtбат

25,7
Поверхность нагрева испарительной батареи, м2
Нбат

21,33
Число трубок испарительной батареи, шт
zбат

498
Шаг трубок в трубной доске, м
Sтр
1,5*dн
1,5∙0,022
0,033
Коэффициент заполнения трубной доски
ηтр
Принимается /1/
-
0,6
Диаметр трубной доски (расчетный), м
d'бат

0,99
Продолжение табл. 2.1.
1
2
3
4
5
Диаметр батареи (наружный), м
dбат
Принимается
–
1,8
Плотность питательной воды, кг/м3
ρпв
Из прилож.
...

Принимается /1/
–
0,0002
Коэффициент теплопроводности накипи, Вт/м*К
λн
Принимается /1/
–
0,6
Температура внутренней стенки трубки, °С
tс

63,5
Средняя разность температур стенки трубки и кипящего рассола, К
Δtисп
tс - ts
63,5-38
25,5
Коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к кипящему рассолу, Вт/м2*К
α2

10030
Коэффициент теплопередачи испарительной батареи, Вт/м2*К
Кбат

1592
Среднелогарифмический температурный напор, К
Δtбат

25,7
Поверхность нагрева испарительной батареи, м2
Нбат

21,33
Число трубок испарительной батареи, шт
zбат

498
Шаг трубок в трубной доске, м
Sтр
1,5*dн
1,5∙0,022
0,033
Коэффициент заполнения трубной доски
ηтр
Принимается /1/
-
0,6
Диаметр трубной доски (расчетный), м
d'бат

0,99
Продолжение табл. 2.1.
1
2
3
4
5
Диаметр батареи (наружный), м
dбат
Принимается
–
1,8
Плотность питательной воды, кг/м3
ρпв
Из прилож.
...

Коэффициент подачи питательной воды
m
4
4÷5
Плотность теплового потока, кВт/м2
qисп
41
20÷25
Удельный паросъем, кг/м2*ч
dисп
61
30÷38
Поверхность нагрева, м2
Hбат
21,33
42
Число трубок, шт
zбат
498
1351
Высота трубок, м
lгр
0,662
0,5
Число перегородок, шт
n
3
3
Диаметр трубок (наружный), м
dн
0,022
0.022
Диаметр корпуса батареи, м
dбат
1,8
1,47
Диаметр патрубка греющей воды, м
dгр
0,2
0,2
Диаметр рассольного патрубка, м
dр
0,08
0,08
Диаметр патрубка питательной воды, м
dпв
0,032
0.025
Конденсатор
Расход охлаждающей воды, кг/с
Wохл
28
170
Температура охлаждающей воды, °С
tохл
25
25÷30
Плотность теплового потока, кВт/м2
qк
7,66
23÷29
Удельный паросъем, кг/м2*ч
dn
11,43
35÷44
Поверхность нагрева, м2
Hк
110
36
Число трубок конденсатора, шт
zк
490
224
Длина трубок, м
lк
3,375
1,9
Диаметр корпуса конденсатора, м
dконд
0,61
0.61
Диаметр патрубка охлаждающей воды, м
dохл
0,15
0.15
Продолжение табл. 3.1
1
2
3
4
Диаметр дистиллятного патрубка, м
dд
0,07

Принимается /1/
–
0,0002
Коэффициент теплопроводности накипи, Вт/м*К
λн
Принимается /1/
–
0,6
Температура внутренней стенки трубки, °С
tс

63,5
Средняя разность температур стенки трубки и кипящего рассола, К
Δtисп
tс - ts
63,5-38
25,5
Коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к кипящему рассолу, Вт/м2*К
α2

10030
Коэффициент теплопередачи испарительной батареи, Вт/м2*К
Кбат

1592
Среднелогарифмический температурный напор, К
Δtбат

25,7
Поверхность нагрева испарительной батареи, м2
Нбат

21,33
Число трубок испарительной батареи, шт
zбат

498
Шаг трубок в трубной доске, м
Sтр
1,5*dн
1,5∙0,022
0,033
Коэффициент заполнения трубной доски
ηтр
Принимается /1/
-
0,6
Диаметр трубной доски (расчетный), м
d'бат

0,99
Продолжение табл. 2.1.
1
2
3
4
5
Диаметр батареи (наружный), м
dбат
Принимается
–
1,8
Плотность питательной воды, кг/м3
ρпв
Из прилож.
...

Расход питательной воды, кг/с
Wпв
2
4.0÷4.8
Коэффициент подачи питательной воды
m
4
4÷5
Плотность теплового потока, кВт/м2
qисп
41
20÷25
Удельный паросъем, кг/м2*ч
dисп
61
30÷38
Поверхность нагрева, м2
Hбат
21,33
42
Число трубок, шт
zбат
498
1351
Высота трубок, м
lгр
0,662
0,5
Число перегородок, шт
n
3
3
Диаметр трубок (наружный), м
dн
0,022
0.022
Диаметр корпуса батареи, м
dбат
1,8
1,47
Диаметр патрубка греющей воды, м
dгр
0,2
0,2
Диаметр рассольного патрубка, м
dр
0,08
0,08
Диаметр патрубка питательной воды, м
dпв
0,032
0.025
Конденсатор
Расход охлаждающей воды, кг/с
Wохл
28
170
Температура охлаждающей воды, °С
tохл
25
25÷30
Плотность теплового потока, кВт/м2
qк
7,66
23÷29
Удельный паросъем, кг/м2*ч
dn
11,43
35÷44
Поверхность нагрева, м2
Hк
110
36
Число трубок конденсатора, шт
zк
490
224
Длина трубок, м
lк
3,375
1,9
Диаметр корпуса конденсатора, м
dконд
0,61
0.61
Диаметр патрубка охлаждающей воды, м
dохл
0,15
0.15
Продолжение табл. 3.
...