Расчет змеевика для подогрева паром гальван. ванны, Ход решения, особенности при расчетах Опции

[Алексей.24]

Доброго времени суток уважаемые коллеги!
Излагаю суть: в цехе имеется гальваническая ванна «фосфатирования кадмия». В настоящее время там организован подогрев рабочей среды гладкотрубным нагревателем из трубы dу25 (см. рисунок), но он не обеспечивает рабочую температуру. Мне дали задание изменить нагреватель конструктивно (на нагреватель типа змеевик), а так же рассчитать его.
Параметры на текущий момент:
Габариты ванны (ДхШхВ): 800х800х900 мм
Рабочий объем ванны: 0,51м3
Расчетные параметры пара: P=6,0атм, t=160°С
Рабочаяя температура нагреваемой среды: 85,0°С
Начальная температура нагреваемой среды: ≈18,2°С
Расход пара на разогрев ванны: 78,2кг/ч
Расход пара в режиме поддержания заданной t: 19,3 кг/ч
Продолжительность разогрева: 2ч.
Материал труб: нерж. сталь.
С паром раньше дел не имел, поэтому и обращаюсь за помощью к Вам: помогите, пожалуйста, рассчитать этот змеевик. Наведите на правильный решения, подскажите литературу где есть методика расчета для моего случая, на что нужно обратить особое внимание?. На выходе нужно получить диаметр трубы и количество ходов змеевика.



Сообщение отредактировал Алексей.24 - 22.5.2013, 15:02

[Алексей.24]

Доброго времени суток уважаемые коллеги!
Излагаю суть: в цехе имеется гальваническая ванна «фосфатирования кадмия». В настоящее время там организован подогрев рабочей среды гладкотрубным нагревателем из трубы dу25 (см. рисунок), но он не обеспечивает рабочую температуру. Мне дали задание изменить нагреватель конструктивно (на нагреватель типа змеевик), а так же рассчитать его.
Параметры на текущий момент:
Габариты ванны (ДхШхВ): 800х800х900 мм
Рабочий объем ванны: 0,51м3
Расчетные параметры пара: P=6,0атм, t=160°С
Рабочаяя температура нагреваемой среды: 85,0°С
Начальная температура нагреваемой среды: ≈18,2°С
Расход пара на разогрев ванны: 78,2кг/ч
Расход пара в режиме поддержания заданной t: 19,3 кг/ч
Продолжительность разогрева: 2ч.
Материал труб: нерж. сталь.
С паром раньше дел не имел, поэтому и обращаюсь за помощью к Вам: помогите, пожалуйста, рассчитать этот змеевик. Наведите на правильный решения, подскажите литературу где есть методика расчета для моего случая, на что нужно обратить особое внимание?. На выходе нужно получить диаметр трубы и количество ходов змеевика.



Сообщение отредактировал Алексей.24 - 22.5.2013, 15:02

[Ludvig]

это не сложная задача. Только нужна не лестница, а плоский змеевик. На выходе конденсата поставь конденсатоотводчик, см. Гугл. Для расчета требуется еще знать массу и теплоемкость загружаемого материала. От того, что текущее посчитаешь, нагрев не увеличится.

[gilepp]

Конденсатоотводчик нужен не простой. При подъеме конденсата есть вероятность образования паровой пробки. Есть различные разновидности конденсатоотводчиков для таких задач.
Снизу необходимо выполнить небольшое колено, как на рисунке.

Прикрепленные файлы

 water_seal.JPG ( 11,29 килобайт ) Кол-во скачиваний: 41

 

[Synoptyk]

Когда то решение похожей задачи было в онлайне на http://www.spiraxsarco.com
Считать площадь поверхности наверное нужно только на разогрев.
Считал похожую задачу для нагревания 10% раствора каустика (считал как вода) в моечной машине.
Программа подбора площади поверхности (длины) змеевика у меня осталась. Но только для нагревания воды в резервуаре.

Сообщение отредактировал Synoptyk - 23.5.2013, 9:36

[vadim999]

Излагаю суть: в цехе имеется гальваническая ванна «фосфатирования кадмия». В настоящее время там организован подогрев рабочей среды гладкотрубным нагревателем из трубы dу25 (см. рисунок), но он не обеспечивает рабочую температуру. Мне дали задание изменить нагреватель конструктивно (на нагреватель типа змеевик), а так же рассчитать его.
.....

Рабочаяя температура нагреваемой среды: 85,0°С
Габариты ванны (ДхШхВ): 800х800х900 мм
Рабочий объем ванны: 0,51м3

Во первых, из приведенной цифири, большАя часть тепла уходит на обогрев помещения. Получается, что толщина теплоизоляции (если вообще такая имеется) стенок ванны состовляеи 10...15 мм. При такой расчетной температуры рассола (электролита), мало.
Во вторых, где тепловой расчет существующего "нагревателя из трубы dу25", для оценки его работы.

[Алексей.24]

to Ludvig
Так называемая "лестница" - это имеющийся в настоящий момент подогреватель, установлен на дне ванны. Данный подогреватель и хотят заменить на другой - типа "змеевик".
Массу и теплоемкость Вы наверное имеете в виду рабочего вещества (т.е химиката налитого в ванну)?

to gilepp
Что означает "не простой конденсатоотводчик"? Конденсат никуда не поднимается, подогреватель установлен на дне ванны, рисунок - это типа вид на ванну сверху.

to vadim999
Теплового расчета существующего нагревателя нет, и полагаю что и не было, уж более он (нагреватель) колхозно выглядит. Подозреваю что сделан он "на глазок".
_________________________

Как мне сделать правильный расчет? Подскажите принцип. Буду особо благодарен если подскажите методику.

[gilepp]

to gilepp
Что означает "не простой конденсатоотводчик"? Конденсат никуда не поднимается, подогреватель установлен на дне ванны, рисунок - это типа вид на ванну сверху.

Обычно поднимается. Как правило, при обустройстве ванн, не делают выход конденсата через стенку снизу, чтобы не нарушать герметичность ванны и не рисковать из-за лишнего шва, а поднимают конденсатную линию от змеевика, лежащего на дне и она переходит через борт сверху. Это обычная практика. Если у вас не так, то нет проблемы.

[Synoptyk]

Если взять трубу Ду25 (33.5х3.2) мм сталь 12Х18Н10T
у меня получилось необходимо 46 кг/час пара при длине змеевика 3.61 м на разогрев в течении 2 часов воды в стальном резервуаре без изоляции. До точки конденсации.
Теплопроводность нержавейки в три раза хуже чем у Ст.10.
t наружн.воздуха=18 С.
У кого больше или меньше ?

[Ludvig]

to Ludvig
Так называемая "лестница" - это имеющийся в настоящий момент подогреватель, установлен на дне ванны. Данный подогреватель и хотят заменить на другой - типа "змеевик".
Массу и теплоемкость Вы наверное имеете в виду рабочего вещества (т.е химиката налитого в ванну)?

to gilepp
Что означает "не простой конденсатоотводчик"? Конденсат никуда не поднимается, подогреватель установлен на дне ванны, рисунок - это типа вид на ванну сверху.

to vadim999
Теплового расчета существующего нагревателя нет, и полагаю что и не было, уж более он (нагреватель) колхозно выглядит. Подозреваю что сделан он "на глазок".
_________________________

Как мне сделать правильный расчет? Подскажите принцип. Буду особо благодарен если подскажите методику.

Расчет прост, но жесток. Есть коэффициент, так называемый альфа, характеризующий и сочетающий все параметры теплообмена. Водится в инете. Подобрав нужный, поняв входящий в него параметры, можно вполне сделать расчет, даже впервые. Совсем не понятно, зачем расчет, если дно бака предстоит заполнить трубкой в один слой или два слоя вперекрестье. Расчет жидкость не согреет, а конденсатный горшок наверняка. Так что подобрав трубу, топайте с ней на трубогиб и за сварщиком.

[vadim999]

Если взять трубу Ду25 (33.5х3.2) мм сталь 12Х18Н10T
у меня получилось необходимо при длине змеевика 3.61 м

А какие соотношения альф со стороны конденсации пара и со стороны рассола, получаются в Вашем раскладе.

[Synoptyk]

А какие соотношения альф со стороны конденсации пара и со стороны рассола, получаются в Вашем раскладе.

Общее кол-во тепла которое необходимо подвести
к воде, металу резервуара и потери в окружающу среду с запасом в 1.1 = 1,7428E+05 кДж.
альфа1 от пара к стенке 2897 Вт(м2К)
альфа2 от стенки к воде 1133 Вт(м2К)

Весь рачет с критериальним прибамбасами я выложу Вам см. в приват.

[vadim999]

Общее кол-во тепла которое необходимо подвести
к воде, металу резервуара и потери в окружающу среду с запасом в 1.1 = 1,7428E+05 кДж.
альфа1 от пара к стенке 2897 Вт(м2К)
альфа2 от стенки к воде 1133 Вт(м2К)
Весь рачет с критериальним прибамбасами я выложу Вам см. в приват.

Спасибо.

Примерно так и заценивал, на вскидку.
Тогда отталкиваясь от этих соотношений, может просто оребрить "старую" трубу, и (нет, лучше промолчу про мешалку в рассоле).

В порядке ликбеза, 1,7428E+05 кДж., это корень квадратный из 1.7428, в кДж за два часа разогрева?

ЗЫ. После "Вт" пропустили знак деления. (Обидно).

[Synoptyk]

В порядке ликбеза, 1,7428E+05 кДж., это корень квадратный из 1.7428, в кДж за два часа разогрева?

ЗЫ. После "Вт" пропустили знак деления. (Обидно).

1,7428E+05 кДж = 1,7428х100000 кДж

"После "Вт" пропустили знак деления."

Спасибо. Не заметил.

Но похоже автору темы ето все уже неинтересно.

[Алексей.24]

Но похоже автору темы ето все уже неинтересно.

Зря Вы так! )) Мне это очень даже интересно и очень нужно. Работаю много, бывает поздно прихожу, в сеть выходить получается не так часто как хочется.
Я начал считать вручную по ур-ю теплопроводности через цилиндрическую стенку, и как раз застрял там, где нужно подставлять значения КТО (альфа) от пара к стенке и от стенки к раствору. Где их взять, как их взять... Базой по термодинамике и ТМО вроде бы владею. По крайней мере думал по книге разберусь с паром... Ан нет, что то не нашел. Сплошь и рядом всякие сложности типа Gr, Pr, Nu, и.т.д...
А вообще, спасибо всем кто отозвался, очень приятно. Но мне одного ответа мало, для себя хочу знать как это считается. Поэтому, уважаемый Synoptyk! прошу рассчет в студию

[Synoptyk]

Я же в привате дал Вам ссылку на программу. Внизу нажимаете картинку с изображением дискеты
и получаете текстовый файл с входными данными и расчетом.

[Алексей.24]

Понятно )

[Алексей.24]

Спасибо всем за советы, как только сделаем и опробуем систему выложу отчет в этой теме.

[SweetDream]

Программа подбора площади поверхности (длины) змеевика у меня осталась. Но только для нагревания воды в резервуаре.

Столкнулась как раз с такой задачей, только воду в резервуаре нужно охлаждать! Если у Вас еще осталась эта программка, поделитесь, пожалуйста!

[T-rex]

Столкнулась как раз с такой задачей, только воду в резервуаре нужно охлаждать! Если у Вас еще осталась эта программка, поделитесь, пожалуйста!

Любопытно. В таком случае змеевик нужно располагать вверху резервуара получается. И дельта Т большое не получится как для нагрева с паром - поверхность большая корячится