Абсорбционная холодильная установка с водоохлаждающим устройством
4.4 Испаритель
В абсорбционных водоаммиачных холодильных машинах возможно использование аммиачных испарителей компрессорных машин. Особенностью работы аппарата является необходимость отвода флегмы, которая непрерывно накапливается в испарителе вследствие того, что в него поступает не чистый хладоагент. Поскольку в испарителе отсутствует загрязнение маслом, коэффициент теплопередачи в нем выше, чем в таком же аппарате компрессорной холодильной машины. Принципиальный вид аммиачного кожухотрубного испарителя приведен на рисунке 3.
Рисунок 3 - Аммиачный кожухотрубный испаритель затопленный: 1 - сухопарник, 2 - трубы, 3 - корпус, 4 - отстойник, 5, 6 - крышки
В качестве хладоносителя используем водный раствор хлористого кальция, концентрация которого определяется из условия незамерзания раствора до температур, на 7 - 10 ниже .
Температура начала затвердевания раствора
(4.8)
Выбираем раствор концентрацией соли (масс.), , плотностью при 15, равной
Находим средний температурный напор в испарителе
(4.9)
Средняя температура хладоносителя в испарителе
(4.10)
Коэффициент теплопередачи аммиачных кожухотрубных испарителей колеблется в пределах 250 - 580 Вт/(м?К), в зависимости от плотности, температуры и скорости хладоносителя. Для данных условий примем ориентировочно К = 307 Вт/(м?К), тогда плотность теплового потока равна
, Вт/м?(4.11)
Необходимая поверхность теплообмена составит
(4.12)
Подбираем аппарат типа 250ИТГ с площадью поверхности теплообмена аппарата 273 .
Определяем массовый расход хладоносителя.
(4.13)
Определяем объемный расход воды.
(4.14)
Рассчитаем удельный тепловой поток на испаритель.
(4.15)
Коэффициент теплоотдачи со стороны аммиака определяется по формуле Кружилина.
,(4.16)
где А- коэффициент принимаемый равным 4,02 для аммиака.
Скорость хладоносителя в трубном пространстве определяется по следующей формуле:
(4.17)
Определяем коэффициент теплоотдачи со стороны хладоносителя.
,(4.18)
где В - поправочный коэффициент.
Определим термическое сопротивление слоя масла и стенки.
(4.19)
где - толщина слоя масла на трубах; - толщина стенки трубы; - теплопроводность масла; - теплопроводность стальных трубок.
Определяем полное термическое сопротивление
(4.20)
Коэффициент теплопередачи определяем по формуле
(4.21)
Тогда площадь поверхности испарителя будет равна
(4.22)
Сопоставляем и
(4.23)
Полученные значения отвечают данному условию. Расчет закончен. Принимаем испаритель 250ИТГ с площадью поверхности теплообмена аппарата 273м2. Количество трубок 616, диаметр трубок и толщина стенки составляет 38х3,5мм.