POLITECHNIKA OPOLSKA

WYDZIAŁ MECHANICZNY

KIERUNEK: INŻYNIERIA ŚRODOWISKA

ROK III GRUPA 4

INŻYNIERIA PROCESOWA

PROJEKT:

INSTALACJI CHŁODZĄCO- ODPYLAJĄCEJ

1. Zakres projektu i założenia ogólne:

Skruber z wypełnieniem:

• wymagana (minimalna) gęstość zraszania cieczą: Gr=5 m³/(m²*h),

• aparat bezciśnieniowy (P=1 bar) z wypełnieniem

b) Wymiennik ciepła ( kondensator pary):

typ: płaszczowo- rurkowy, ułożenie poziome

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).

2. 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.

KARTA OBLICZENIOWA
DANE:	OBLICZENIA:	WYNIK:
WYMIENNIK CIEPŁA: typ płaszczowo - rurkowy
Numer grupy: 10 Rok urodzenia: 1981		mp=9890 kg/ h mp=2,7472 kg/ s
Numer grupy: 10		PA=6*10^5Pa
Miesiąc urodzenia: 12		tw1=22^oC
Wzrost: 170		tw2=70 ^oC
Numer grupy: 10		GT =10m^3/ (m^2*h) GT =2,7778*10^-3 m^3/ (m^2*s)
Numer tematu: 143		w1=0,785 m/s
Numer tematu: 143		w2=1,215 m/s
Odczytuję gęstość dla tw1 i tw2 (tabela II - 39 str. 109)
t1 =22^oC t2 = 70 ^oC		ρw^22C = 997,8 kg/ m^3 ρw^70^C =977,8 kg/ m^3
Odczytuję lepkość dla tw1 i tw2 (tabela II - 39 str. 109)
t1 = 20^oC t2 = 70^oC		ηw^22^C = 9,60711*10^-4Pa*s ηw^70^C =4,13554*10^-4Pa*s
Odczytuję ciepło właściwe (zależne od temperatury) (tabela II - 39 str. 109)
tw1= 16^oC tw2 = 74 ^oC		tx = 45^oC
tx= tn = 45^oC		Cp^45C = 4199,36J/ kgK
Wyznaczamy entalpie (zależy od ciśnienia) (tabela II - 27 str. 87)
p1^130C = 2,7*10^5Pa p2^140C = 3,61*10^5Pa t1 = 130^oC t2= 140^oC PA = 3*10^5Pa		tn = 133,296^oC
r1 = 2174,3 kJ/ kg r2 = 2145 kJ/ kg t1 = 130C t2 = 140C tn = 133,296^oC		r = 2164,643 kJ/ kg
Obliczamy ciepło
mp=3962 kg/h = 1,100 kg/s r = 2164,643 kJ/ kg
Przyjmuję: 5% strat ciepła
Cpw=4199,36 J/(kg*K) tw1=16 ^oC tw2=74 ^oC
Obliczamy ΔTm
tn= 133,296^oC tw1=16^oC tw2=74 ^oC
Dobieramy współczynnik przewodzenia ciepła k
Przedział między 850- 1700 Przyjmuje k=900W/(m^2*K)
Dobór rurek (tablica IV - 33 str. 252) rura dz = 25mm, s = 2,0mm, a= 0,920, b = 0,840
Zewnętrzną powierzchnię wymiany ciepła dobieramy z (tablica IV - 33 str.252) o wartości przybliżonej do otrzymanej (Frzecz.), ale wyższej: Frzecz. obliczone = 29,56m^2, Fz dobrane z tablic = 43,6m^2
a=0,920
Dobieramy wiązkę rur stalowych w wymienniku(tablica IV - 33 str. 235) wiązki rurek , o podziałce t = 32mm Rurki: średnica zewnętrzna dz = 25mm grubość ścianki s = 2,0mm długość rurek wewnętrznych L = 4m masa wiązki rurek m = 628kg liczba rurek n = 139szt. Przekrój przestrzeni międzyrurkowej fm = 0,0481m^2 Średnica koła ograniczającego otwory d1 = 417mm Zewnętrzna średnica płaszcza Dz = 457mm Grubość płaszcza s1 = 10mm
Parametry dna elipsoidalnego stalowego dla wymiennik ciepła ( tabela 4,12 str. 158) Dz = 457mm, Hz = 115mm, Hc = 20mm, gn = 4mm, Rw ≤ Dz, rw ≥ 0,1Dz,
Obilczamy skruber, (założenie Gr> 5m^3/ ( m^2* h), p = 1 bar)
Średnica skrubera Ds.
ρw^74 C =975,34 kg/ m^3
Vw= 34,2m^3/h GT= 7m^3/(m^2*h)
Dobieramy średnicę z (tabeli 2,6 str. 23) Dw = 2600mm
Skorygowana gęstość zraszania GT
Dw=2600 mm = 2,6m Vw= 34,2m^3/h
Dobieramy materiał z jakiego będzie zbudowany skruber (tabela 3,6) Stal węglowa - grubość 20mm
Obliczamy wysokość skrubera H
Dw = 2,6m
Parametry dna elipsoidalnego stalowego dla skrubera (tabela 4 - 12 str. 159) Dw = 2600mm, Hw = 650mm, gn = 12mm, Hc = 40mm
Dobieramy rurociągi i króćce
Rurociąg wody zimnej transportujący wodę ze zbiornika do wymiennika ciepła
w1= 1,225m/s ρw^16C=998,76 kg/m^3
Dobór rurociągu (tablica IV - 11 str. 157) dz = 101,6mm, gn = 3,6mm
Obliczamy prędkość skorygowaną
dw1 = 100mm = 0,1m ρw^16C=998,76 kg/m^3
Rurociąg wody ciepłej transportujący wodę z wymiennika ciepła do skrubera
w2= 0,775m/s ρw^74 C =975,34 kg/ m^3
Dobór rurociągu (tablica IV - 11 str. 157) dz = 133mm, gn = 4,0mm
Obliczamy prędkość skorygowaną
dw2=125mm=0,125m ρw^74 C =975,34 kg/ m^3
Wlot gazu na skruber(króciec gazu)
Założenia: wg0=(0,2-0,7)m/s Przyjmuję: : wg0=0,4m/s Dw=2,6m
Obliczenie średnicy króćca gazu
wkr=15m/s
Dobór średnicy (tablica IV - 11 str. 157) dz = 457mm, g = 10,0mm dw=457-2*10,0=437
Obliczamy prędkość skorygowaną
dw=0,437m
Opory liniowe:
na przewodzie wody zimnej ze zbiornika do wymiennika ciepła
w1=1,184m/s d1= 0,1 m ρw^16C=998,76 kg/m^3 ηw^16C= 11,825*10^-4Pas
λ =0,018 w1=1,184 m/s ρw^16C=998,76 kg/m^3 d1= 0,1 m L = 3,25m
na przewodzie wody ciepłej z wymiennika do skrubera
w2 = 0,776 m/s d2= 0,125 m ρw^74C= 975,34 kg/m^3 ηw^74C= 3,851*10^-4 Pas
λ=0,014 w2 = 0,776 m/s ρw^74C= 975,34 kg/m^3 d2= 0,125 m L = 13,8 m
Opory miejscowe
a) na przewodzie wody zimnej ze zbiornika do wymiennika ciepła ( 2 kolanka,1 zawór,1 trójnik)
dla kolanka 90^o(długość zastępcza Lz = 2,2m)
λ =0,018 Lz = 2,2 m d1 = 0,1 m ρw^16C=998,76 kg/m^3 w1=1,184m/s
dla zaworu -zawór Kossowa-Vent
ρw^16C=998,76 kg/m^3 w1=1,184m/s
dla trójnika (długość zastępcza L =6m)
λ =0,018 Lz = 6 m d1 = 0,1 m ρw^16C=998,76 kg/m^3 w1=1,184m/s
opór na wypływie ze zbiornika
λ =0,018 ρw^16C=998,76 kg/m^3 w1=1,184m/s
b) na przewodzie wody gorącej z wymiennika do skrubera ( 5 kolanka, 1 zawór)
dla kolanka 90^o(długość zastępcza Lz = 2,5m)
Lz = 2,5m λ =0,014 ρw^74C=975,34 kg/m^3 w2=0,776m/s
dla zaworu- zawór Kossowa-Vent
λ =0,018 ρw^74C=975,34 kg/m^3 w2=0,776m/s
Opory na wysokości
a) na przewodzie wody zimnej ze zbiornika do wymiennika ciepła
ρw^16C=998,76kg/m^3 g=9,81m/s^2 H=1m
b) na przewodzie wody ciepłej z wymiennika do skrubera
ρw^74C=975,34 kg/m^3 g=9,81m/s^2 H=9,25m
Opory na wymienniku ciepła
Opory liniowe
n = 139
dz= 25mm g=2mm	dw =dz - 2*g	dw= 21mm
dw= 21mm =0,021m		wr =0,187m/s
wr =0,187m/s dw= 21mm=0,021m ρsr=987,05kg/m^3 ηsr = 7,838*10^-4Pa*s		Re=4945,32
Re=4945,32
dw= 0,021 m ρśr = 987,05kg/m^3 ηśr= 0,0007838 Pas wr =0,187m/s
Opory miejscowe na wymienniku na wlocie
Wo=w1=1,184m/s d=0,1m ρw^16C=998,76 kg/m^3 ηw^16C = 11,825*10^-4Pa*s
dw1=0,1m Dw=0,437m
	Z tabeli III-8 str. 189
w1=1,184m/s ρw^16C=998,76 kg/m^3
Opory miejscowe na wymienniku na wylocie
w2=0,776m/s d=0,125m ρw^74C=975,34 kg/m^3 ηw^74C = 3,851*10^-4Pa*s
dw2=0,125m Dw=0,437m
	Z tabeli III-8 str. 189
ρw^74C=975,34 kg/m^3 w2=0,776m/s
Suma oporów na wymienniku
suma oporów na przewodzie wody zimnej ze zbiornika do wymiennika ciepła
suma oporów na przewodzie wody ciepłej z wymiennika do skrubera
Suma oporów całkowitych
Obliczamy moc pompy
^Vw=0,009m^2/s ηog=0,85
Wysokość podnoszenia pompy
ρ^16C = 998,76 kg/m^3 g = 9,81 m/s^2
Dobieramy pompę z serii TPE65 - 180/2 400D IP55
Odkraplacz TYP - YORK 531 Gęstość usypowa 112 kg/m^3 Powierzchnia właściwa 213 m^2/m^3 Porowatość złoża 98,6 %
Zraszacz dyszowy

3

---