Część 2 - obliczenie parametrów płytowego wymiennika ciepła

Dane		Obliczenia		Wyniki
1. Obliczenie zapotrzebowania ciepła w podgrzewaczu surówki
1.1 Obliczenie masowego ciepła właściwego surówki w podgrzewaczu, w temperaturze średniej między wlotem a wylotem
tF=79,8^oC tz = 20^oC	1.1.1. Obliczenie średniej temperatury surówki między temp. na wlocie do podgrzewacza, tZ , a temp. na wylocie z podgrzewacza, tF		tFW(śr) = 49,9^oC
t1 = 40^oC t2 = 50^oC CA1=4,200 kJ/kg*deg CA2=4,200 kJ/kg*deg tFWśr=49,9 ^oC	1.1.2 Wyznaczenie masowego ciepła właściwego czystego składnika A (SBL) w temp. tFW(śr) tFwśr=aCaw+b b = - 39960^oC		CAW = 4000,99 J/(kg*deg)
t1 = 16,5^oC t2 = 19,5^oC CB1=2,006 kJ/kg*deg CB2=2,043 kJ/kg*deg tFWśr=49,9^oC	1.1.3. Wyznaczenie masowego ciepła właściwego czystego składnika B (SML) w temp. tFW(śr) b = t1 - aCB1 = 16,5 -0,081 *2,006 * 10 ^3 b = - 145,97 twrz = aCB + b		CBW = 2418,15 J/(kg*deg)
CAW = 4000,99 J/(kg*deg) CBW = 2418,15 J/(kg*deg) aF = 0,21	1.1.4 Obliczenie masowego ciepła właściwego surówki CFW = CAW*aF + (1 - aF)*CBW CFW = 4000,99 J/(kg*deg)*0,21 + (1 - 0,21)*2418,15 J/(kg*deg) = 2750,55 J/(kg*deg)		CFW = 2750,55 J/(kg*deg)
1.2 Obliczenie gęstości surówki w podgrzewaczu, w temperaturze średniej między wlotem a wylotem z podgrzewacza, tj. w temp. tFW(śr):
tFW(śr)=49,9^oC ρ1 = 992,2kg/m^3 ρ2 = 988,0kg/m^3 t1=40^oC t2=56^oC		b=t1-aρ1=40°C+3,81(^oC*m^3)/kg *992,2 kg/m^3=3820,282^oC		ρAW = 989,6 kg/m^3
tFW(śr) = 49,9^oC ρ1 = 1049,1 kg/m^3 ρ2 = 1039,2 kg/m^3 tF1=20^oC tF2=30^oC		1.2.2 Wyznaczenie gęstości czystego SML w temperaturze tFW(śr)		ρBW = 1019,79 kg/m^3
ρAW = 989,6 kg/m^3 ρBW = 1019,79 kg/m^3 aF = 0,21		1.2.3 Wyznaczenie gęstości surówki w temperaturze tFW(śr)		ρFW = 1013,45 kg/m^3
F = 6,94 kg/s CFW = 2750,55 J/(kg*deg) tF = 79,8^oC tz = 20^oC		1.3 Obliczenie zapotrzebowania ciepła w podgrzewaczu surówki QFW = F*[CFW*(tF - tz)] QFW = 6,94kg/s*[2750,55 J/(kg*deg)*(79,8^oC - 20^oC)] =1141511,257W		QFW = 1141511,257 W
2. Wstępne obliczenie koniecznej powierzchni wymiany ciepła w podgrzewaczu
p=2,45*10^5 Pa p1=235359,6 Pa p2=245166,2 Pa t1=125,46°C t2=126,79°C		2.1 Wyznaczenie temperatury pary grzejnej b=p1-at1=235359,6Pa-7373,38Pa/°C*125,46°C b=-689704,65 Pa p=atp+b tp=(p-b)/a		tp=126,77^oC
tz = 20^oC tF = 79,8^oC tp = 126,77^oC		2.2 Obliczenie średniej logarytmicznej różnicy temperatury między czynnikiem grzejnym a ogrzewanym w podgrzewaczu Δtwlot­ = tp - tz = 126,77°C -20°C =106,77°C Δtwylot­ = tp - tF = 126,77°C -79,8°C =46,97°C		Δtm­ = 72,82^oC
Δtm­ = 72,82^oC QFW = 1246,54kW KW = 3,9 kW/m^2K		2.3 Wstępne obliczenie powierzchni wymiany ciepła		AW1 = 4,39m^2
AW1 = 4,39m^2 AP = 0,132 m^2		3. Wstępne obliczenie liczby płyt w wymienniku płytowym		nW1 = 33,26
4. Wstępne obliczenie liczby kanałów w wymienniku płytowym
h = 4,5*10^-3 m b = 0,337 m		4.1. Obliczenie powierzchni przekroju kanału międzypłytowego Sp = b*h Sp = 4,5*10^-3m*0,337m = 1,52*10^-3m^2		Sp= 1,52*10^-3m^2
uw1 = 0,6 m/s ρFW = 1013,45 kg/m^3 Sp = 1,52*10^-3m^2 F = 6,94 kg/s		4.2. Wstępne obliczenie liczby kanałów z1=7,51		z1 = 7,51
z1 = 7,51 nW1 = 33,26		5. Wstępne obliczenie liczby pakietów w wymienniku płytowym, x1		x1 = 2,214
x1 = 2,214		6. Określenie rzeczywistej liczby pakietów x ≈ 3		x ≈ 3
x = 3 nW1 = 33,26		7. Obliczenie rzeczywistej liczby kanałów w pakiecie		z=5,543
x = 3 z = 5,543		8. Obliczenie rzeczywistej liczby płyt nw = 2*x*z = 2*3*5,543 = 33,26		nw = 33,26
		9. Sprawdzenie warunku Warunek spełniony
AP = 0,132 m^2 nw = 33,26		10. Obliczenie rzeczywistej powierzchni wymiennika ciepła AW = nW*AP= 33,26*0,132m^2 = 4,39m^2		Aw = 4,39 m^2
F= 6,94 kg/s Sp = 1,52*10^-3m^2 z = 5,543 ρFW = 1013,45 kg/m^3		11. Obliczenie rzeczywistej prędkości przepływu surówki w kanale międzypłytowym uw=0,813 m/s		uw = 0,813 m/s
uw = 0,813 m/s		12. Sprawdzenie warunku uw = 0.2 - 1 m/s. uw = 0,813 0,2 < uw < 1 Warunek spełniony

Część 3 - obliczenia hydrauliczne

Dane	Obliczenia			Wyniki
Obliczenie średnicy rurociągu i wymiarów zbiornika na surówkę
1.1. Obliczenie gęstości surówki w temperaturze cieczy w zbiorniku tZ
ρ1=992,2 kg/m^3 ρ2=988,0 kg/m^3 t1=40 ^oC t2=56 ^oC tz=20^oC	Wyznaczenie gęstości czystego składnika A (SBL) w temperaturze tZ tz=a*ρa+b a=-3,81 b=3820,282^oC 997,45kg/m^3			ρA=997,45 kg/m^3
t1=20 ^oC t2=30 ^oC tz=20 ^oC ρ1=1049,1kg/m^3 ρ2=1039,2kg/m^3		Wyznaczenie gęstości czystego SML w temperaturze tZ tz=a*ρa+b a=-1,01 b ^oC kg/m^3			ρB=1049,09kg/m^3
ρA=997,45 kg/m^3 ρB=1049,09 kg/m^3 aF=0,21		Obliczenie gęstości surówki w temperaturze tZ ρF=1038,25 kg/m^3			ρF=1038,25 kg/m^3
F=6,94 kg/s ρF=1038,25 kg/m^3		1.2. Obliczenie objętościowego natężenia przepływu surówki w instalacji			m^3/s
1.3. Wyznaczenie średnicy rurociągu:
m^3/s uzal=0,9 m/s		1.3.1. Wstępne obliczenie średnicy rurociągu, dt	dt=0,0972m
		1.3.2 Dobór nominalnej średnicy rurociągu, dn Norma: DIN 8062 - 11/1988 Materiał: PVC-U (nieplastyfikowany) http://www.walraven.com/library/documents/pl/Pipe-Dimensions-and-Weights-data-sheet-PL.pdf	dn=0,110m
m^3/s dn=0,110m		1.4. Obliczenie rzeczywistej prędkości przepływu surówki w rurociągu	urz=0,703m/s
1.5. Zaprojektowanie kształtu i obliczenie podstawowych wymiarów zbiornika Surówki
		1.5.1 Obliczenie objętości całkowitej zbiornika 19m^3 - 80% Vzb - 100% Vzb=23,75m^3	Vzb=23,75m^3
Vzb=23,75m^3 Azb=Bzb=2,5m (przyjęte)		1.5.2 Obliczenie wysokości zbiornika	Hzb=3,8m
V=19m^3		1.5.3 Obliczenie wysokości słupa cieczy w zbiorniku	hF=3,04m
2. Obliczenie strat ciśnienia przy przepływie surówki w rurociągu:
2.1. Obliczenie dynamicznego współczynnika lepkości surówki w temperaturze tz
tz=20 ^oC		2.1.1 Wyznaczenie dynamicznego współczynnika lepkości czystego składnika A (SBL) w temperaturze tZ
tz=20 ^oC		2.1.2 Wyznaczenie dynamicznego współczynnika lepkości czystego składnika B (SML) w temperaturze tZ
xF=0,4697		2.1.3. Obliczenie dynamicznego współczynnika lepkości surówki w temperaturze tZ
urz=0,703m/s dn=0,110m ρF=1038,25kg/m^3 ηF=1,105*10^-3 N*s/m^2		2.2. Obliczenie liczby Reynoldsa dla rurociągu	Re=72658,71
Re=72658,71		2.3. Obliczenie wartości współczynnika oporu przepływu w rurociągu Z wzoru Generaux:
2.4. Obliczenie sumy współczynników oporów lokalnych w części ssawnej rurociągu
		2.4.1 Wyznaczenie współczynników oporu lokalnego dla elementów armatury - zawór odcinający - kolano - wylot ze zbiornika
		2.4.2 Obliczenie sumy współczynników oporów lokalnych
dn=0,110m		2.5. Obliczenie długości części ssawnej rurociągu				Ls=16,5m
Hzb=3,8m dn=0,110m		2.6. Obliczenie wysokości zwierciadła cieczy w zbiorniku ponad osią króćca ssawnego pompy				Hs=7,1m
Ls=16,5m dn=0,110m urz=0,703m/s ρF=1038,25kg/m^3 Hs=7,1m g=9,81m/s^2		2.7. Obliczenie sumarycznych strat ciśnienia przy przepływie surówki w części ssawnej rurociągu
2.8. Obliczenie sumy współczynników oporów lokalnych w części tłocznej rurociągu
		2.8.1. Wyznaczenie współczynników oporu lokalnego dla elementów armatury - zawór odcinający - kolano
dn=0,110m		2.8.2. Obliczenie współczynnika oporu lokalnego dla zwężki pomiarowej dzw/dn = 0.5
		2.8.3. Obliczenie sumy współczynników oporów lokalnych
dn=0,110m		2.9. Obliczenie długości części tłocznej rurociągu, LT				LT=38,5m
dn=0,110m npD(R)=3		2.10. Obliczenie wysokości tłoczenia surówki do kolumny rektyfikacyjnej				HT=4,3m
LT=38,5m dn=0,110m urz=0,703m/s ρF=1038,25kg/m^3 HT=4,3m g=9,81m/s^2		2.11. Obliczenie sumarycznych strat ciśnienia przy przepływie surówki w części tłocznej rurociągu (ΔpT)				ΔpT=48521,5Pa
3. Obliczenie strat ciśnienia przy przepływie surówki przez płytowy wymiennik ciepła
3.1. Wyznaczenie dynam. współczynnika lepkości surówki w temperaturze średniej w wymienniku ciepła, tFW(śr)
t2=50 ^oC t1=40 ^oC		3.1.1. Wyznaczenie dynamicznego współczynnika lepkości czystego składnika A (SBL) w temperaturze tFW(śr) °C
t1=20 ^oC t2=30 ^oC		3.1.2. Wyznaczenie dynam. współcz. lepkości czystego składnika B (SML) w temperaturze tFW(śr) a =-57803,47 b =90,0
XF=0,4697		3.1.3. Obliczenie lepkości dynamicznej surówki w temperaturze tFW(śr)
3.2 Obliczenie średnicy zastępczej kanału międzypłytowego:
		3.2.1 Obliczenie obwodu omywanego kanału międzypłytowego
Sp = 1,52*10^-3m^2		3.2.2 Obliczenie średnicy zastępczej kanału międzypłytowego
ρFW = 1013,45 kg/m^3		3.3 Obliczenie liczby Reynoldsa dla pojedynczego kanału wymiennika				Re=11865,73
Re= C=11,2		3.4. Obliczenie współczynnika oporów lokalnych dla pojedynczego kanału
		3.5.Obliczenie strat ciśnienia przy przepływie surówki w wymienniku płytowym
4. Obliczenie całkowitego spadku ciśnienia w instalacji transportującej surówkę
		4.1. Obliczenie sumarycznego spadku ciśnienia w instalacji
		4.2. Obliczenie całkowitego spadku ciśnienia w rurociągu
		5.Dobór pompy tłoczącej surówkę (wykres w załączniku)
m^3/s		6.Obliczenie zapotrzebowania mocy dla pompy N=601,01				N=601,01W

---