Jäähdytysjärjestelmät kiertovedelle. Lisävesikustannusten laskeminen. Nestejäähdytysjärjestelmän laskennan perusteet

Otamme suuttimen seinämän paksuudeksi 10 mm (yleensä se on 8-12 mm).

Otamme suuttimien kaltevuuskulman pystyakseliin nähden 20°:ksi, kun suuttimet asetetaan pään päätyosaan yhdessä rivissä.

Saatujen tietojen perusteella suuttimien mitoista sekä niiden kaltevuuskulmasta suuttimen akseliin nähden graafisten rakenteiden avulla määritämme mitat ja suunnittelemme kokoojan ja hormin päätyosan suunnittelun. pää.

Saatujen mittojen mukaisesti valitsemme toimialamme valmistamille saumattomille teräsputkille vaaditut halkaisijat hapensyöttö- (Dk), erotus (Dr) ja ulko (Dn) hormiputkien GOST 8732-58 mukaisesti. Tässä otetaan huomioon tarve varmistaa riittävä vesivirtaus hormin jäähdyttämiseksi sekä veden syöttö- ja poistokanavien poikkileikkausten suhde.

Tässä tapauksessa Dk = 325x8 mm, Dp = 377x9 mm, Dn = 426x9 mm.

Perustuen tietoihin etäisyydestä muuntimessa olevan stillmetallin tasosta takan hormi-ikkunaan sekä keihään kiinnityskelkan ylimpään asentoon, määritämme jälkimmäisen pituudeksi 23 m.

Ottaen huomioon lanssin suuttimien etäisyyden kiinteistä hapen ja veden syöttöpisteistä yksikköön, valitsemme joustavan metalliletkun pituudeksi 23 m.

> Vedenkulutuksen laskeminen putkijäähdytykseen

Lämpöhäviö (Qf) happilanssin jäähdyttämiseksi määritetään kaavalla:

Qf = 3,14 Dн (q1 ln.c. + q2 ln.c.),

missä q1, q2 - vastaavasti, muuntimen onteloon indusoidun hormin osan ominaislämpövuon arvo ja muuntimen yläpuolella sijaitsevalle osuudelle, MJ/m2·h;

ln.k., ln.k. - vastaavasti muuntimen ontelossa ja sen yläpuolella sijaitsevan hormin osan pituus, m;

Dn - lansetin ulkohalkaisija, m.

Kun hormin ulkohalkaisija on 0,426 m ja syvyys, jossa se lasketaan muuntimeen 6,0 (laskemissyvyys määräytyy rauhallisen kylvyn tason ja muuntimen kaulan leikkauksen välisen etäisyyden erosta) hormin työkorkeus kylvyn yläpuolella), lämpöhäviö puhalluksen aikana q1 = 2500 ja q2 = 3750 MJ/m2 h on:

Qph \u003d 3,14 0,426 (2500 6 + 375 17) = 28592,06 MJ / h tai 28599,06 103 kJ / h.

Tässä tapauksessa jäähdytysveden painovirtausnopeus on yhtä suuri:

jossa C on veden lämpökapasiteetti (4,19 kJ/kg K);

Тout, Тin - veden lämpötila ulostulossa ja putken sisääntulossa, K.

Tyypillinen vedenkulutus putkijäähdytykseen

QH2O = GH2O / сH2O = 454925,3 / 1000 = 454,9 m3/h.

> Hapen käyttöpaineen määritys lansetin joustavan letkun edessä

Ensin määritetään teknisen hapen paine hormin sisääntulossa kaavan mukaan:

missä Rv.f. - teknisen hapen paine hormin sisäänkäynnissä, atm;

Dk on hapen syöttöputken sisähalkaisija, cm;

c0 - tekninen happitiheys normaaleissa olosuhteissa kg/m3;

V0 - tekninen hapenkulutus, m3/s;

P1 - tekninen hapen paine suuttimen sisääntulossa (yllä otettu 14 atm);

lf - kitkakerroin hyväksytty for metalli putki yhtä suuri kuin 0,05;

lf on hormin pituus, m (23 m otettiin yllä).

Kun vaaditut arvot on korvattu yhtälöllä, saamme:

Analogisesti yllä olevan laskelman kanssa määritämme teknisen hapen paineen hormin joustavan letkun edessä. Hapen paine joustavan letkun edessä määritetään samanlaisella lausekkeella:

jossa ls - metalliletkujen kitkakerroin, joka on 0,1;

Dsh - metalliletkun sisähalkaisija, cm.

Taulukko 22 - Suunnitellun lansetin päämitat ja käyttötiedot

Nimi

Symboli

Yksikkö

Arvo

1. Hapen paine joustavan letkun edessä

2. Hapen paine suuttimien edessä

3. Hapen kulutus

4. Vedenkulutus putkijäähdytykseen

5. Suuttimien lukumäärä hormissa

6. Suuttimen halkaisija kriittisessä osassa

7. Poistosuuttimen halkaisija

8. Suuttimen pituus, mukaan lukien:

alikriittinen pituus

ylikriittinen pituus

9. Suuttimen avautumiskulma

10. Suuttimien kaltevuuskulma pystysuoraan nähden

Lupaavin tapa vähentää makean veden kulutusta on kiertovesijärjestelmien ja suljettujen vesihuoltojärjestelmien luominen. Kiertovesijärjestelmässä samaa vettä käytetään useita kertoja vähäisellä kontaminaatiolla. Erilaiset nestemäisessä muodossa ja höyryn muodossa olevat veden häviöt kompensoidaan lisätäytöllä.

Veden kokonaishäviö ja veden kierrätysjärjestelmät aikayksikköä tai tuotantoyksikköä kohti koostuu seuraavista kustannuksista:

Peruuttamattomat häviöt – tuotteen mukana kulkeutuminen tai jäte……… Q b.p. ;

Lattioiden, ajoteiden, istutusten kastelukustannukset ……………………Q-kerros. ;

Haihtuminen kiertovesijäähdyttimessä …………….……..…Q app. ;

Ilman sisäänotto jäähdyttimestä ……………..……………………..Q un. ;

Luonnollinen haihtuminen veden pinnalta………………….. Q isp.est;

Säiliön kasvillisuuden hengittäminen ……………………….….Q trans. ;

Suodatus vesijärjestelmästä maaperään………..………… Q f. ;

Veden tyhjennys säiliöön kiertoveden virkistystä varten (huuhtelu)………………………………………………….… Q prod. ;

Nollaa Jätevesi säiliöön ……………………..…….……..Q sb.st.

Peruuttamaton kulutus ja vesihävikki tuotannossa sen käyttöpaikoilla on yhtä suuri

missä on tuotteen mukana kulkeutuvan veden määrä;

- jätteen mukana kulkeutuvan veden määrä.

Vedenkulutus lattioiden, ajoteiden ja istutusten kasteluun määritetty SNiP II-31-74:n mukaisesti. Vuoden kastelu- ja pesuhuudon määrä m 3 lasketaan kaavalla

Missä A– tienpintojen pinta-ala, % (yleensä noin 20 %);

b- päivien lukumäärä, joina pesu suoritetaan (esim keskikaista Venäjä noin 150).

Veden menetys haihtumiseen jäähdytyksen aikana K Espanja , määräytyy kaavan mukaan

missä ∆ t = t 1 – t 2 veden lämpötilaero asteina, joka määritellään jäähdyttimeen (lammikkoon, suihkualtaaseen tai jäähdytystorniin) tulevan veden lämpötilaeroksi, t 1 ja jäähdytettyä vettä t 2 ;

K viileä kierrätetyn veden kulutus;

TO esp - kerroin, jossa otetaan huomioon haihduttaman lämmönsiirron osuus kokonaislämmönsiirrosta, otettuna suihkualtaille ja jäähdytystorneille, riippuen ilman lämpötilasta (kuivalampulla) taulukon mukaan. 7, ja altaat (lammet)-jäähdyttimet - riippuen vesistön luonnollisesta lämpötilasta taulukon mukaisesti. 8.

Taulukko 7 - Arvot TO isp ilman lämpötilasta riippuen

Taulukko 8 - TO isp riippuen vesistön luonnollisesta lämpötilasta

Veden menetys siirtymällä järjestelmästä pisaroiden muodossa Q un. (jos vettä käytetään lämmönsiirtoaineena) riippuvat jäähdyttimen tyypistä, rakenteesta ja mitoista, ja avojäähdyttimistä tuulen nopeudesta jne.

missä K un on siirtoon liittyvän vesihäviön kerroin:

Taulukko 9- Veden hukkakertoimen arvot siirtoon (Kun):

Veden hävikki haihtumiseen luonnollisten säiliöiden vedenpinnalta, sekä veden haihtuminen kasvillisuuden mukana tulee määrittää ohjeen "Ohjeet haihtumisen laskentaan altaiden vedenpinnalta" mukaisesti.

Veden menetys suodatusta varten määritetään erityisellä laskelmalla. Nämä tappiot merkityksetön vedenpitävillä alustoilla ja heikosti suodattavilla aidoilla, hyvin suodattavilla kivistä ja hiekasta koostuvilla alustoilla näiden häviöiden koko voi olla kymmeniä prosentteja sisäänvirtauksesta.

Arvioitu puhallusveden virtaus On

missä j add on sallittu veden haihtumiskerroin kiertojäähdytysjärjestelmässä, riippuen lähdeveden koostumuksesta ja lisä- tai kiertoveden käsittelymenetelmästä; jäähdytystorneissa j add vaihtelee välillä 1-6.

Luonnollisesta lähteestä otetun veden määrä

………………………………………………………… m 3 / vrk

Tuotantomäärä ..…….Q-numero =16800 t/päivä

Tuotteiden kosteus……………………..…. α=1 %

Jätteen määrä …………….……………..Q jäte = 58 m 3 / vrk

Sedimentin kosteus……………………………..…. β=96 %

Kierrätyssuhde……………………. λ = 0,49

Kastelualue……………. F=0,5 ha

Jääkaappiin tulevan veden lämpötila.... T 1 \u003d 43,6 ºС

Jäähdytetyn veden lämpötila……………..37,3 ºС

Ilman lämpötila……………………....... T ilma =20 ºС

Veden sallittu haihtumiskerroin järjestelmässä

käänteinen jäähdytys……………………. φ lisää = 2

Auton tai traktorin moottorin jäähdytysjärjestelmän laskemiseksi alkuarvo on siitä poistetun lämmön määrä aikayksikköä kohti Q siistiä . Tämä määrä voidaan määrittää lämpötasapainoyhtälöstä:

Missä q siistiä- osuus moottorista poistetun lämmön määrästä. Bensiinimoottoreille q siistiä= 800–1300 kW/kW? s, dieselmoottoreille q siistiä= 1100–1150 kJ/kW? Kanssa.

Arvon määrittämisen jälkeen Q siistiä , sitten selvitä nesteen määrä , kiertää jäähdytysjärjestelmässä aikayksikköä kohti,

,

Missä W on kiertävän nesteen lämpökapasiteetti.

Vedelle C w = 4,22 kJ/kg? K, eteeniglykoliseoksille C w = 2–3,8 kJ/kg? TO;

t ulos, t sisään- jäähdyttimestä lähtevän ja siihen tulevan nesteen lämpötila, °C.

Autojen ja traktorien moottorien jäähdyttimille arvo t ulos – t sisään= 5-10? KANSSA.

Moottorin jäähdytysjärjestelmä lasketaan yleensä kahdelle moottorin toimintatilalle: nimellisteholla ja suurimmalla vääntömomentilla.

Jäähdyttimen jäähdytyspinnan koko (m 2) määritetään kaavalla:

,

Missä k on kokonaislämmönsiirtokerroin jäähdyttimen seinien läpi,

t siistiä- jäähdytysnesteen keskilämpötila jäähdyttimessä, °С;

,

missä t jäähdytysnesteessä = 90? C on jäähdytysnesteen lämpötila jäähdyttimen sisääntulossa;

t out cool = 80-85? C on jäähdytysnesteen lämpötila jäähdyttimen ulostulossa;

t siistiä on jäähdyttimen läpi kulkevan ilman keskilämpötila, °C,

,

missä t viileässä = 40? C on ilman lämpötila jäähdyttimen sisääntulossa;

t out cool = 60-70? C on ilman lämpötila jäähdyttimen ulostulossa.

Kerroin k riippuu monista tekijöistä: jäähdytyssäleikön materiaalista, sen sisä- ja ulkopintojen muodosta ja kunnosta, ilmavirran liikkeen luonteesta jne. Patterin lämmönsiirto heikkenee merkittävästi, kun muodostuu kalkkia, ruostetta tai likaa sen sisällä.

Arvo k voidaan määrittää kaavalla:

,

Missä? 1 \u003d 8500–14500 kJ / m 2? h? K on lämmönsiirtokerroin nesteestä patterin seiniin;

? on jäähdyttimen seinien (putkien) metallin lämmönjohtavuuskerroin. Messingin arvosta? = 300–450 kJ/m? h? K, alumiinille -? = 300–350 kJ/m? h? K, ruostumattomalle teräkselle -? = 35–70 kJ/m? h? TO;

? on putken seinämän paksuus, m;

? 2 - lämmönsiirtokerroin jäähdyttimen (putkien) seinistä ilmaan, ? 2 \u003d 150–1100 kJ / m 2? h? TO.

Kerroin? 2 riippuu lähinnä ilmannopeudesta ? WHO kulkee jäähdyttimen läpi, ja se ilmaistaan ​​riippuvuudella:

Jäähdytysjärjestelmän jäähdyttimen pinta-alan alustavia laskelmia varten voit käyttää kaavaa:

,

Missä f- ominaisjäähdytysala, m 2 / kW.

varten autoja f= 0,14–0,3, kuorma-autoille f= 0,2–0,4, traktoreille f = 0.4–0.55.


Nestejäähdytysjärjestelmän kapasiteetti l. (Ne kW) vaihtelee seuraavissa rajoissa: henkilöautot – (0,13–0,35)?Ne, kuorma-autot – (0,27–0,8)?Ne, traktorit – (0,5–1,7)?Ne.

Auton tai traktorin moottorin tuulettimen koon on oltava sellainen, että se varmistaa jäähdyttimen nesteen jäähdyttämiseen tarvittavan määrän ilmaa.

Tuulettimen tyyppi määräytyy ehdollisen nopeuskertoimen mukaan:

,

Missä V WHO- tuulettimen suorituskyky, m 3 / s.

,

Missä? WHO= 1,07 kg/m3 - ilman tiheys;

Woz= 1 kJ/kg? K on ilman lämpökapasiteetti;

H - tuulettimen paine. H = 600–1000 Pa.

Kun n ref = 15–100, käytetään keskipakopuhaltimia, n ref = 80–300, käytetään aksiaalisia yksivaiheisia puhaltimia.

2.1.1 Jäähdytysveden virtauksen määrittäminen

Jäähdytysveden kulutus G in (kg/s) määräytyy lauhduttimen lämpötaseesta:

missä on höyryn entalpia barometrisessa kompensaattorissa, kJ/kg;

on veden lämpökapasiteetti, kJ/(kg K);

C in \u003d 4190 kJ / (kgK);

Jäähdytysveden alkulämpötila, ºС;

t n \u003d 10 20 ºС

Veden ja kondensaatin seoksen loppulämpötila, ºС.

Höyryn ja nesteen välinen lämpötilaero lauhduttimen ulostulossa on 3 ÷ 5 astetta, joten lopulliseksi veden lämpötilaksi oletetaan 3 ÷ 5 astetta. höyryn kondensaatiolämpötilan alapuolella:


2.1.2 Barometrisen lauhduttimen halkaisijan laskeminen

Barometrisen lauhduttimen halkaisija ‚ määritetään virtausyhtälöstä

, (2.2)

jossa - höyryn tiheys, kg / m 3 valittu lauhduttimen höyrynpaineen P bq mukaan;

– höyryn nopeus, m/s, mitattuna 15 ÷ 25 m/s.

NIIKHIMMASH-normaalien mukaan valitsemme barometrisen lauhduttimen, jonka halkaisija on d bc = 600 mm ja putken halkaisija d bt = 150 mm.

2.1.3 Barometrisen putken korkeuden laskeminen

Veden nopeus barometrisessa putkessa


Barometrinen putken korkeus

, (2.3)

jossa V on alipaine barometrisessa lauhduttimessa, Pa;

on paikallisten vastuskertoimien summa;

on barometrisen putken kitkakerroin;

ovat barometrisen putken korkeus ja halkaisija, m;

0,5 - korkeusmarginaali mahdollista ilmanpaineen muutosta varten.

missä ovat paikalliset vastuskertoimet putken sisään- ja ulostulossa.

Kitkakerroin riippuu veden liikemuodosta barometrisessa putkessa. Määritetään veden virtaustapa barometrisessa putkessa:

missä on veden viskositeetti, Pa∙s, määritetty nomogrammilla veden lämpötilassa t vrt.

Sileille putkille, joiden Re = 123250,


2.2 Tyhjiöpumpun suorituskyvyn laskeminen

Tyhjiöpumpun G air suorituskyky määräytyy barometrisesta lauhduttimesta poistettavan ilman määrän mukaan:

jossa 2,5∙10 -5 on 1 kg:sta vettä vapautuvan kaasun määrä; 0,01 - tiivisteiden kautta lauhduttimeen imetyn kaasun määrä 1 kg höyryä kohti. Sitten

Tyhjiöpumpun tilavuusteho

, (2.5)

jossa R on yleiskaasuvakio, J/(kmol K);

M in on ilman molekyylipaino, kg/kmol;

t in - ilman lämpötila, ºС;

R in - osapaine kuiva ilma barometrisessa lauhduttimessa, Pa.

Ilman lämpötila


ilmanpaine

, (2.6)

jossa P p on kuivan kylläisen höyryn paine pisteessä t v, Pa. Ilman lämpötilassa 27,07 ºС, Р p = 0,038∙9,8∙10 4 Pa.

Tietäen tilavuusilman tuottavuuden ja jäännöspaineen lauhduttimessa R bk, valitsemme luettelon mukaan tyhjiöpumpun VVN-tyypin - 3 akseliteholla.

Ominaisenergiankulutus tonnia kohti haihdutettua vettä,




Nämä tekijät tulee ottaa huomioon laitteiden teknisessä ja taloudellisessa vertailussa ja optimaalisen suunnittelun valinnassa. Alla on haihduttimien tärkeimmät käyttöalueet erilaisia ​​tyyppejä. Matalaviskositeettisten ~8 10-3 Pa s liuosten haihduttamiseen ilman kiteiden muodostumista käytetään useimmiten pystyhaihduttimia, joissa on moninkertainen luonnollinen kierto. Heistä...


Se normalisoituu vedellä, rasvattomalla maidolla tai kermalla sakeuttamisen jälkeen. Vesi on keitettävä ja puhdistettava. 4. Kaksikoteloisen tyhjiöhöyrystimen laskenta Termokompressorilla varustetun kaksikoteloisen tyhjöhöyrystimen laskenta kondensoidun maidon tuotantoon höyrystimen kehittämisellä. Alkutiedot: Tuottavuus haihtuneen kosteuden suhteen: W=2000; Höyryn käyttöpaine:...

Jäähdytysnesteen virtausnopeus, m3/s; G on jäähdytysnesteen massavirtaus, kg/h; γ on höyryn tiheys, kg/m3; w on höyryn nopeus, m/s. Ota höyryn nopeus 20 m/s. Teemme yhteenvedon laskelmista taulukossa. Höyrystinasennuksen liitosten laskentataulukko Liittimen nimi Höyryn kulutus, kg / h Höyrynpaine, atm Tiheys, kg / m3 Toinen virtaus, m3 / s Höyryn nopeus, m / s Halkaisija, mm laskettu hyväksytty ...









Nesteet putkissa, samoin kuin höyrystymisen voimakkuus, joten laitteissa, joissa on pakkokierto, haihtuminen etenee tehokkaasti pienillä hyödyllisillä lämpötilaeroilla. ei yli 3-5 °C ja liuosten viskositeetit ovat merkittävät. Kuvassa 16 on esitetty pakkokiertoisen höyrystimen malleista. Laitteessa on etäkäyttöinen pystysuora lämmityskammio ...