INSTALACJA CHŁODZĄCO-

ODPYLAJĄCA

1

Zakres projektu i założenia ogólne:

1.

Skruber z wypełnieniem:

 wymagana (minimalna) gęstość zraszania cieczą: Gr=5 m

3

/(m

2

*h),

 aparat bezciśnieniowy (P=1 bar) z wypełnieniem

2.

Wymiennik ciepła ( kondensator pary):

 Ułożenie pionowe
 Ułożenie poziome
 Typ : płaszczowo-rurowy

3.

Pompa zasilająca:

 określenie mocy,
 dobór (wg katalogu) typu urządzenia i jego charakterystyka ruchowa.

4.

Opory przepływu w instalacji:

 dobór rurociągów, armatury i oprzyrządowania ( opory tarciowe i miejscowe),
 prędkość wody w instalacji: w=(0,5-1,5) m/ s

5. Zbiornik cieczy: określenie geometrii, dobór elementów ( wg własnego wyboru).

Założenia projektowe:


kondensacja pary wodnej bez dochładzania kondensatu (stan nasycenia);



gabaryty skrubera oraz dobór jego wyposażenia wewnętrznego określić przy H>2,5Dw;



dobór pompy obiegowej wg charakterystyki ruchowej ( punktu pracy) instalacji;



inne niezbędne parametry procesowe przyjąć jako własne założenia projektowe.

2

Zaliczenie

 Oddanie poprawnie wyliczonego projektu wraz ze

schematem instalacji – oddany projekt jest projektem

przyjętym

 Obecność obowiązkowa -

maksymalnie 1 nieobecność

 Możliwość odrobienia zajęć na konsultacjach

 Na każdych zajęciach zaprezentowanie postępów z pracy

 Zaliczenie jest wpisywane na ostatnich zajęciach

3

Dane do obliczeń

1.

Strumień pary wodnej

2.

Ciśnienie nasycenia pary

3.

Temperatura wody w zbiorniku

4.

temperatura wody zraszanej

5.

Gęstość zraszania skrubera

6.

Prędkość płynu na odcinku zimnym

7.

Prędkość płynu na odcinku gorącym

4

Schemat

5

Literatura

• L. Troniewski ;Tablice do obliczeń

procesowych; Politechnika Opolska; skrypt 277

• G. Filipczak, L. Troniewski, S. Witczak; Tablice

konstrukcyjne; Politechnika Opolska; skrypt
266

6

Podstawowe parametry

 Parametry na odcinku „zimnym”

Gęstość

Lepkość

 Parametry na odcinku „ciepłym”

Gęstość

Lepkość

 Średnia temperatura procesu

 Ciepło właściwe procesu

 Entalpia parowania wody dla ciśnienia nasycenia pary

𝝆

𝒘𝒛

=

𝝆

𝟐

− 𝝆

𝟏

𝒕

𝟐

− 𝒕

𝟏

∙ 𝒕

𝒘𝟏

− 𝒕

𝟏

+ 𝝆

𝟏

𝜼

𝒘𝒛

=

𝜼

𝟐

− 𝜼

𝟏

𝒕

𝟐

− 𝒕

𝟏

∙ 𝒕

𝒘𝟏

− 𝒕

𝟏

+ 𝜼

𝟏

𝝆

𝒘𝒈

=

𝝆

𝟐

− 𝝆

𝟏

𝒕

𝟐

− 𝒕

𝟏

∙ 𝒕

𝒘𝟐

− 𝒕

𝟏

+ 𝝆

𝟏

𝜼

𝒘𝒈

=

𝜼

𝟐

− 𝜼

𝟏

𝒕

𝟐

− 𝒕

𝟏

∙ 𝒕

𝒘𝟐

− 𝒕

𝟏

+ 𝜼

𝟏

𝒕

ś

𝒓

=

𝒕

𝒘𝟏

+ 𝒕

𝒘𝟐

𝟐

𝑪

𝒑

ś

𝒓

=

𝑪

𝒑𝟏

+ 𝑪

𝒑𝟐

𝟐

𝒓 =

𝒓

𝟐

− 𝒓

𝟏

𝒑

𝟐

− 𝒑

𝟏

∙ 𝒑

𝑨

− 𝒑

𝟏

+ 𝒓

𝟏

7

Wymiennik ciepła

 Ciepło teoretyczne pary

 Ciepło rzeczywiste pary

 Strumień masowy wody

 Temperatura nasycenia pary

 Średnia logarytmiczna różnica temperatury

w wymienniku

𝑸

𝒕

= 𝒎

𝒑

∙ 𝒓

𝑸

𝒓𝒛

= 𝑸

𝒕

− 𝑸

𝒔𝒕𝒓

𝑸

𝒓𝒛

= 𝑸

𝒕

∙ 𝟎, 𝟗

gdzie

𝑸

𝒓𝒛

= 𝒎

𝒘

∙ 𝑪

𝒑

∙ ∆𝒕

𝒎

𝒘

=

𝑸

𝒓𝒛

𝑪

𝒑

∙ ∆𝒕

⇒

𝒕

𝒏

=

𝒕

𝟐

− 𝒕

𝟏

𝒑

𝟐

− 𝒑

𝟏

∙ 𝒑

𝑨

− 𝒑

𝟏

+ 𝒕

𝟏

∆𝒕

𝒏

=

∆𝒕

𝟏

− ∆𝒕

𝟐

𝒍𝒏

∆𝒕

𝟏

∆𝒕

𝟐

gdzie

∆𝒕

𝟏

= 𝒕

𝒏

− 𝒕

𝒘𝟏

∆𝒕

𝟐

= 𝒕

𝒏

− 𝒕

𝒘𝟐

8

 Współczynnik przenikania ciepła

kondensacja pary dla konwekcji wymuszonej mieści się w zakresie

zakładamy

 Średnia powierzchnia wymiennika ciepła

 Zewnętrzna powierzchnia wymiany ciepła

Jednodrogowe wiązki rur stalowych w wymienniku ciepła płaszczowo –

rurowym ze stalowymi ścianami sitowymi

zakładamy 20% rezerwy

𝟏
𝒌

=

𝟏

𝜶

𝟏

+

𝒔

𝝀

+

𝟏

𝜶

𝟐

𝒌 = 𝟖𝟓𝟎 ÷ 𝟒𝟓𝟎𝟎 𝑾 𝒎

𝟐

𝑲

𝒌 = 𝟗𝟎𝟎 𝑾 𝒎

𝟐

𝑲

𝑸

𝒓𝒛

= 𝒌 ∙ 𝑭 ∙ 𝜟𝒕

𝒏

𝑭

ś𝒓

=

𝑸

𝒓𝒛

𝒌 ∙ ∆𝒕

𝒏

⇒

𝑭

ś𝒓

= 𝒂 ∙ 𝑭

𝒛

⇒ 𝑭

𝒛

=

𝑭

ś𝒓

𝒂

𝑭

𝒓𝒛

= 𝑭

𝒛

∙ 𝟏, 𝟐𝟎

9

Dane wymiennika

Zewnętrzna powierzchnia wymiennika ciepła

F

z

[m

2

]

Długość rurek wewnętrznych

L

[m]

Masa wiązki rurek

m

1

[kg]

Przekrój przestrzeni międzyrurowej

ʄ

m

[m

2

]

Średnica koła ograniczającego otwór

d

1

[mm]

Zewnętrzna średnica i grubość płaszcza

D

z

x g

[mm]

Liczba rurek

n

[szt.]

Przekrój wewnętrzny rurek

ʄ

w

[m

2

]

Dno wymiennika

Zewnętrzna średnica i grubość płaszcza

D

z

x g

n

[mm]

Wysokość części elipsoidalnej dna

H

z

[mm]

Wysokość części przyłączeniowej

H

c

[mm]

Masa dna

m

d

[kg]

Przybliżona masa całego aparatu

Podpory wymiennika

𝒎

𝑨

= 𝒎

𝟏

+ 𝟐 ∙ 𝒎

𝒅

10

Skruber

 Strumień objętościowy wody

 Średnica wewnętrzna skrubera

 Dobór płaszcza skrubera
 Korekta gęstości zraszania

 Wysokość wypełnienia skrubera

 Wypełnienie

𝑽

𝒘

=

𝒎

𝒘

𝝆

𝒘𝒈

𝑮

𝑻

=

𝑽

𝒘

𝑨

𝑨 =

𝝅 ∙ 𝑫

𝒘

𝟐

𝟒

𝑫

𝒘

=

𝟒 ∙ 𝑽

𝒘

𝝅 ∙ 𝑮

𝑻

𝑮

𝑻

=

𝑽

𝒘

𝑨

𝑯 ≥ 𝟐, 𝟓 ∙ 𝑫

𝒘

11

Rurociąg

 Dobór rurociągu na odcinku zimnym

ciepłym

 Korekta prędkości

 Dobór rurociągu na wymienniku ciepła
Prędkość przepływu pary: 15÷25 m/s Prędkość przepływu kondensatu 0,5÷1,5m/s

dla Δt

n

dla t

k

=t

w1

 Korekta prędkości

𝒘 =

𝑽
𝑨

𝑨 =

𝝅 ∙ 𝑫

𝒘

𝟐

𝟒

𝑽 =

𝒎

𝝆

gdzie

𝑫

𝒘𝒛

=

𝟒 ∙ 𝒎

𝝅 ∙ 𝒘

𝒛

∙ 𝝆

𝒛

𝑫

𝒘𝒈

=

𝟒 ∙ 𝒎

𝝅 ∙ 𝒘

𝒈

∙ 𝝆

𝒈

𝒘

𝟏𝒔𝒌

=

𝟒 ∙ 𝑽

𝝅 ∙ 𝑫

𝒘𝒛

𝟐

𝒘

𝟐𝒔𝒌

=

𝟒 ∙ 𝑽

𝝅 ∙ 𝑫

𝒘𝒈

𝟐

𝑫

𝒘𝒑

=

𝟒 ∙ 𝒎

𝒑

𝝅 ∙ 𝒘

𝒑

∙ 𝝆

𝒑

𝑫

𝒘𝒌

=

𝟒 ∙ 𝒎

𝒌

𝝅 ∙ 𝒘

𝒌

∙ 𝝆

𝒌

𝒎

𝒑

= 𝒎

𝒌

𝒘

𝒑𝒔𝒌

=

𝟒 ∙ 𝒎

𝒑

𝝅 ∙ 𝑫

𝒘𝒑

𝟐

∙ 𝝆

𝒑

𝒘

𝒌𝒔𝒌

=

𝟒 ∙ 𝒎

𝒌

𝝅 ∙ 𝑫

𝒘𝒌

𝟐

∙ 𝝆

𝒌

12

Dobór kołnierzy

Woda zimna Woda gorąca

Para

Kondensat

Średnica nominalna

D

n

Średnica zewnętrzna

d

z

KOŁNIERZ

Średnica zewnętrzna

D

k

Grubość

h

Średnica wewnętrzna D

w

Średnica przylgi

D

L

Wysokość przylgi

f

Masa

m

PRZYŁĄCZE

Średnica podziałowa

D

o

Średnica otworów

d

o

Liczba otworów

i

Rozmiar śrub

M

i

13

𝒓 = 𝑫

𝒘

𝑯 =

𝑽

𝒛𝒃

𝝅 ∙ 𝒓

𝟐

Dobór pozostałych elementów

aparatury

 Kompensator

soczewkowy

 Dno skrubera

 Odkraplacz

 Wymiary zbiornika

 Charakterystyka

zraszacza

𝑽

𝒛𝒃𝒊𝒐𝒓𝒏𝒊𝒌𝒂

≥ 𝑽

𝒘

𝒎

𝟑

𝒉

Jak widać tu jest „błąd” jednostki ale chodzi o to by objętość zbiornika była większa niż ilość substancji
napływającej w ciągu godziny do tego zbiornika

gdzie

lub

𝑽

𝒛𝒃

= 𝒂 ∙ 𝒃 ∙ 𝑯

gdzie

𝒂 = 𝒃 ≥ 𝟎, 𝟒 + 𝑫

𝒘

𝑯 =

𝑽

𝒛𝒃

𝒂 ∙ 𝒃

14

⇒ 𝒉 = 𝟎 ⇒ ∆𝑷

𝒉𝒛

= 𝟎

Opory przepływu

 Na odcinku zimnym

 Opory miejscowe

 Opory liniowe

Opory wysokościowe

 Całkowita strata na odcinku zimnym

 Na odcinku gorącym

 Opory miejscowe

 Opory liniowe

 Opory wysokościowe

 Całkowita strata na odcinku gorącym

𝑹𝒆

𝒘𝒛

=

𝒘

𝒘𝒛

∙ 𝑫

𝒘𝒛

∙ 𝝆

𝒘𝒛

𝜼

𝒘𝒛

𝑹𝒆

𝒘𝒈

=

𝒘

𝒘𝒈

∙ 𝑫

𝒘𝒈

∙ 𝝆

𝒘𝒈

𝜼

𝒘𝒈

𝝃 = 𝝃

𝒛𝒂𝒘ó𝒓

+ 𝝃

𝒌𝒐𝒍𝒂𝒏𝒌𝒂

+ 𝝃

𝒛𝒘ęż𝒆𝒏𝒊𝒆

𝝃 = 𝝃

𝒛𝒂𝒘ó𝒓

+ 𝝃

𝒓𝒐𝒛𝒔𝒛𝒆𝒓𝒛𝒆𝒏𝒊𝒆

+ 𝝃

𝒛𝒘ęż𝒆𝒏𝒊𝒆

𝜟𝑷

𝒎𝒈

= 𝝃 ∙

𝒘

𝟐𝒔𝒌

𝟐

∙ 𝝆

𝒘𝒈

𝟐

𝜟𝑷

𝒎𝒛

= 𝝃 ∙

𝒘

𝟏𝒔𝒌

𝟐

∙ 𝝆

𝒘𝒛

𝟐

𝜟𝑷

𝑳𝒛

= 𝝀 ∙

𝒘

𝟏𝒔𝒌

∙ 𝝆

𝒘𝒛

𝟐

∙

𝑳

𝑫

𝒘𝒛

𝜟𝑷

𝑳𝒈

= 𝝀 ∙

𝒘

𝟐𝒔𝒌

∙ 𝝆

𝒘𝒈

𝟐

∙

𝑳

𝑫

𝒘𝒈

𝝀 = 𝒇(𝑹𝒆;

𝒌
𝒅

)

∆𝑷

𝒉𝒛

= 𝝆

𝒘𝒛

∙ 𝒈 ∙ 𝒉

∆𝑷

𝒉𝒈

= 𝝆

𝒘𝒈

∙ 𝒈 ∙ 𝒉

∆𝑷

𝒄𝒛

= ∆𝑷

𝒎𝒛

+ ∆𝑷

𝑳𝒛

+ ∆𝑷

𝒉𝒛

∆𝑷

𝒄𝒈

= ∆𝑷

𝒎𝒈

+ ∆𝑷

𝑳𝒈

+ ∆𝑷

𝒉𝒈

15

UWAGA

• Proszę się zastanowić czy na pewno na

odcinku zimnym wysokość będzie się równała
zero- proszę przeanalizować schemat
instalacji!!!!!

16

 Zakładamy 25% oporów liniowych

Opory na wymienniku

Opory zraszania

 Zakładamy 15% oporów liniowych

Całkowita strata

Dobór pompy

Moc pompy

Wysokość podnoszenia

∆𝑷

𝒘𝒚𝒎

= 𝟐𝟓% ∙ (∆𝑷

𝑳𝒈

+ ∆𝑷

𝑳𝒛

)

∆𝑷

𝒛𝒓𝒂

= 𝟏𝟓% ∙ (∆𝑷

𝑳𝒈

+ ∆𝑷

𝑳𝒛

)

∆𝑷

𝒄

= ∆𝑷

𝒎

+ ∆𝑷

𝑳

+ ∆𝑷

𝒉

+ ∆𝑷

𝒘𝒚𝒎

+ ∆𝑷

𝒛𝒓𝒂

𝑵 =

∆𝑷

𝒄

∙ 𝑽

𝒘

𝜼

𝜼 = 𝟎, 𝟖 ÷ 𝟎, 𝟗

Gdzie:

𝑯 =

∆𝑷

𝒄

𝝆

ś𝒓

∙ 𝒈

Gdzie:

𝝆

ś𝒓

=

𝝆

𝒘𝒛

+ 𝝆

𝒘𝒈

𝟐

17