Расчет установки для выпарки яблочного сока производительностью 2,8 кг/с

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Департамент научно-технологической политики и образования

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Красноярский государственный аграрный университет»

Институт пищевых производств

Кафедра «Технологии оборудования бродильных и пищевых производств»

Курсовой проект по теме:

«Расчет установки для выпарки яблочного сока производительностью 2,8 кг/с»

Выполнил: студент группы

ТК - 45 Титова Н.

Проверил: к.х.н. доцент

Тепляшин В.Н

Красноярск 2012



Содержание

Реферат

Введение

1.Физико-химические свойства яблочного сока

2.Описание технологической схемы

3.Технологические расчеты

3.1 Определение поверхности теплопередачи выпарного аппарата

3.2 Расчет концентраций упариваемого раствора по корпусам

3.3 Определение температур кипения раствора по корпусам

3.4 Определение гидростатической депрессии

3.5 Определение полезной разности температур

3.6 Определение тепловых нагрузок по корпусам

3.7 Определение коэффициентов теплопередачи

3.8 Распределение полезной разности температур

3.9 Расход охлаждающей воды

3.10 Диаметр конденсатора

3.11 Высота барометрической трубы

4. Расчет производительности вакуум-насоса

5. Расчет вспомогательного оборудования

5.1. Расчет трубопроводов

5.2 Расчет подогревателя

5.3 Расчет технико-экономических показателей

Заключение

Библиографический список

выпарной аппарат температура тепловая



Реферат

Курсовой проект, включает в себя пояснительную записку, состоящую из 28 страниц, 2 таблиц, 2 рисунка, 4 источников, 2 листов графической части.

Объектом исследования является установка, используемая для выпарки яблочного сока.

Цель работы - спроектировать установку для выпарки яблочного сока.

В результате проведенного расчета подобран по каталогу выпарной аппарат с поверхностью F=125 м2, барометрический конденсатор D=1200 мм, вакуум-насос типа BBH-12, N=20 кВт, подогреватель поверхностью F=57 м2. Рассчитаны и подобраны по каталогу диаметры штуцеров выпарного аппарата.

Удельные расход пара составил Gуд=0,7 кг пара/кг воды.

Графическая часть проекта представлена технологической системой установки и чертежом выпарного аппарата.



Введение

Выпариванием называют процесс концентрирования жидких растворов практически нелетучих веществ путем частичного удаления растворителя испарением при кипении жидкости.

В химической промышленности выпариванию подвергают растворы твердых веществ (главным образом растворы щелочей, солей и др.), а также растворы высококипящих жидкостей. Иногда выпаривание применяют для выделения растворителя в чистом виде: при опреснении морской воды выпариванием образующийся из нее водяной пар конденсируют и полученную воду используют для питьевых и технических целей.

Концентрированные растворы и твердые вещества, получаемые в результате выпаривания, легче и дешевле перерабатывать, хранить и транспортировать.

Тепло для выпаривания можно подводить любыми теплоносителями, применяемыми при нагревании. Однако, в большинстве случаев в качестве греющего агента используют водяной пар, который называют греющим или первичным. Пар, образующийся при выпаривании кипящего раствора, называется соковым или вторичным.

Тепло, необходимое для процесса, обычно подводится через стенку, отделяющую теплоноситель от раствора.

Выпаривание проводят под вакуумом, при повышенном и атмосферном давлении. Выбор давления связан со свойствами выпариваемого раствора и возможностью использования тепла вторичного пара.

Выпаривание можно проводить в одну или несколько ступеней, количество которых определяется требованиями конечного продукта.

В химической промышленности применяются в основном непрерывно действующие многокорпусные выпарные установки.



1.Физико-химические свойства яблочного сока

Яблоки сочетают в себе большое количество витаминов- С, Е, Н, РР и витаминов группы В. В яблоках и яблочном соке минеральных веществ больше, чем во многих других фруктах и соках: макроэлементы - кальций, магний, натрий, калий, фосфор, хлор, сера; микроэлементы - железо, цинк, йод, медь, марганец, хром, фтор, молибден, бор, ванадий, алюминий, кобальт, рубидий, никель.

Такое богатое сочетание полезных веществ оказывает на организм положительное влияние при многих заболеваниях: яблочный сок полезен при болезнях печени, желудка, кишечника, почек, мочевого пузыря и т.д. Содержащийся в яблоках пектин приводит в норму работу кишечника, но это обычно никого не удивляет.

А вот воздействие на мозговые клетки - это уже совсем другое. Яблочный сок защищает их от разрушения, и даже предотвращает развитие очень серьёзного заболевания - болезни Альцгеймера.

Физиологическую ценность сокам придают минеральные вещества, которые играют большую роль в поддержании кислотно-щелочного равновесия плазмы крови [4]. Минеральные вещества содержатся в яблоках в пределах 0,3-0,6%. В основном это соли органических кислот, которые хорошо усваиваются организмом человека. В среднем яблоке содержится 100-200 мг% калия, 15-25 мг% фосфора, 10-20 мг% кальция, 5-10 мг% магния, 1,5-2 мг% железа,а так же алюминий, натрий, кремний, бор, марганец, медь, цинк, никель, барий, титан, ванадий, цирконий, йод, селен.



2. Описание технологической схемы

Исходный разбавленный раствор из промежуточной емкости ( центробежным насосом подается в теплообменник , где подогревается до температуры, близкой к температуре кипения. Затем раствор поступает в первый корпус выпарной установки. Предварительный подогрев раствора повышает интенсивность кипения в выпарном аппарате. Первый корпус обогревается свежим водяным паром. Вторичный пар, образующийся при концентрировании раствора в первом корпусе, направляется в качестве греющего во второй корпус. Сюда же поступает частично сконцентрированный раствор из первого корпуса.

Самопроизвольный перетек раствора и вторичного пара в следующие корпуса возможен благодаря общему перепаду давлений, возникающих в результате создания вакуума конденсацией вторичного пара последнего корпуса в барометрическом конденсаторе смешения, где заданное давление поддерживается подачей охлаждающей воды и отсосом неконденсирующихся газов вакуум-насосом.

Смесь охлаждающей воды и конденсата выводится из конденсатора при помощи барометрической трубы с гидрозатвором.

Образующийся во втором корпусе концентрированный раствор поступает в промежуточную емкость упаренного раствора .

Конденсат греющих паров из выпарных аппаратов и теплообменника выводится с помощью конденсатоотводчиков .

Принципиальная схема двухкорпусной выпарной установки показана на рисунке 1.



Рис.1 Схема двухкорпусной выпарной установки



3.Технологические расчеты

3.1 Определение поверхности теплопередачи выпарного аппарата

Поверхность теплопередачи, F, м2, каждого корпуса выпарной установки определяют по основному уравнению теплопередачи:

F= , (1)

Для определение тепловых нагрузок Q, кВт, коэффициент теплопередачи К, Вт/м2.К и полезных разностей температур Дt, оС, необходимо знать распределение упариваемой воды, концентраций растворов и их температуры кипения по корпусам. Эти величины находят методом последовательных приближений.

Первое приближение.

Производительность установки по выпариваемой воде, W, кг/с, определяется из уравнения материального баланса:

W = Gн.(1 - ) , (2)

где хн - начальная концентрация, дана в задании, хн = 10%;

хк - конечная концентрация, дана в задании, хк = 30%;

Gн - производительность, указана в задании, Gн = 3.3 кг/с.

Подставив значения в формулу (2), получим:

W = 2,8.(1 -18/48) = 1,75.



3.2 Расчет концентраций упариваемого раствора по корпусам

Распределение концентраций раствора по корпусам установки зависит от соотношения нагрузок по выпариваемой воде в каждом корпусе. На основании практических данных производительность по выпариваемой воде распределяется между корпусами в соответствии с соотношением:

w1 : w2 = 1,0 : 1,1 , (3)

Тогда количество выпаренной воды находим по формуле:

В 1 - м корпусе: W1 = , (4)

W1 = 1•1,75 = 0,83.

Во 2 - м корпусе: W2 = , (5)

W2 = 1,1•1,75 = 0,92.

Концентрация растворов в корпусах определяется по формуле:

В 1-м корпусе : х1= , (6)

х1=(2.8•18)/(2,8-0,83)=25,5%.

Во 2-м корпусе: х2= , (7)

х2=(2,8•18)/(2,8-0,83-0,92)=48%



3.3 Определение температур кипения раствора по корпусам

Общий перепад давлений в установке находим по формуле:

РОБЩ = РГ.П. - РБ.К , (8)

где РГ.П - давление пара в первом корпусе, указано в задании рг.п =2,1 ат;

РБ.К - давление в барометрическом конденсаторе, который мы можем найти

как разницу между атмосферным давлением при нормальных

условиях (1 ат.) и вакуумом в соковом пространстве последнего

корпуса, который указан в задании.

РБ.К= РАТ - В = 1-0,7= 0,22 (9)

Подставив значения в формулу (8), получим:

РОБЩ = 2,8-0,22 = 2,5 ат.

В первом приближении общий перепад давлений распределяют между корпусами поровну

?Р=?Робщ/2,

?Р=2,5/2=1,29 ат.

Давления греющего пара в корпусах равны

Рг2=Рг1-?Р;

Рбк=Рг2-?Р;

Рг2=2,8-1,29=1,51 ат.

Рбк=1,51-1,29=0,22 ат.

По давлениям паров находим их температуры и энтальпии, таблица LVII, с. 549 [1] и приводим в таблице 1.

Таблица 1 - Исходные данные для определения температуры кипения

вторичных паров

Давление, ат	Температура, 0С	Теплота парообразования, кДж/кг
2,8	131	2726
1,51	110	2696
0,22	61	2608,3

Определение температурного режима

Tкип1=tг2+???+???+???

Tкип2=tбк+????+????+????

Гидравлические потери вызваны изменением давления вторичного пара вследствие гидравлических сопротивлений между корпусами выпарной установки. Принимаем величину гидравлической депрессии равной 1 градусу. Далее определяем температуру вторичного пара по корпусам по формулам

tв п1= tг п2 `, (10)

tв п1= 110+1=111.

tв п2= tбк, (11)

tв п2=61+1=62.

По температурам вторичных паров находим их давления и данные приводим в таблице 2.



Таблица 2 - Температуры вторичных паров

Температура вторичного пара tв п , 0С	Давление вторичного пара рв п , ат	Удельная теплота парообразования г, кДж/кг
111	1,461	2356,9
62	0,2031	2234

3.4 Определение гидростатической депрессии

Гидростатическая депрессия обусловлена разностью давлений в среднем слое кипящего раствора и на его поверхности. Давление в среднем слое кипящего раствора рср., МПа, каждого корпуса определяется по уравнению:

РСРI = , (13)

где рв п i - давление вторичных паров, МПа, таблица 2;

Н - высота кипятильных труб в аппарате, м;

сi - плотность кипящего раствора, при начальной и конечной концентрации,

с1 = 1102; с2 = 1260 кг/м3, с. 186 [2].

Е - паронаполнение (объемная доля пара в кипящем растворе), м3/м3, при пузырьковом (ядерном) режиме кипения составляет 0,4-0,6, принимаем

0,5.

Для выбора высоты трубы Н, мм, необходимо ориентировочно определить площадь поверхности теплопередачи выпарного аппарата Fор, м2, выбрать параметры аппарата по ГОСТ 11987-81.

Площадь поверхности теплопередачи ориентировочно, Fор, м2, определяется по формуле:

Fор. = = , (14)

где r1 - теплота парообразования вторичного пара, r1 = 2204.103 Дж/кг,

q - удельная тепловая нагрузка аппарата, Вт/м2.

Принимаем для аппаратов с естественной циркуляцией q = 20000 Вт/м2, с.168 [2]. Тогда поверхность теплопередачи 1-ого корпуса (ориентировочно):

Fор. = = 106,894. (15)

Принимаем по ГОСТ 11987-81 выпарной аппарат с естественной циркуляцией и сосной греющей камерой с площадью поверхности теплопередачи F =125 м2 , высотой кипятильных труб 4 м, диаметром труб 38Ч2 мм, с.182 [2].

Таким образом, давление в среднем слое кипятильных труб корпусов, найдем по формуле (13):

рср1 = 12,17.104+4.1102.9,8. = 13,25.104 Па=1,35 ат.

рср2 = 3,08.104+4.1260.9,8. = 4,32.104 Па=0,44 ат

Полученным давлениям соответствуют следующие температуры кипения, которые приведены в таблице 3.

Определяем гидростатическую депрессию, `, 0С, по корпусам:

f = атм f (16)

f=16,2(Твт2/rвт) (17)

f=16,2(380,922/2256 •103)=1,04.

f=16,2(3342/2234•103)=0,8.

f 1 = 1,04,

f 2 = 5,6.

Определяем температурную депрессию

f 1=1,04•1,4=1,46

f 2=5,6•0,8=4,48.

3.5 Определение полезной разности температур

TПI = TГI - TКI, (18)

для первого корпуса: tп1 = 131-112,46 = 18,54;

для второго корпуса: tп2 = 110-67,48 = 42,52

Определяем сумму полезной разности температур по корпусам

tп = t г.п.1+ t п2, (19)

tп = 18,54+42,52=61,06

3.6 Определение тепловых нагрузок по корпусам

Расход греющего пара, D, кг/с, в 1-й корпус, производительность каждого корпуса по выпаренной воде, w1 и w2, кг/с, и тепловые нагрузки, Q1 и Q2, кВт, по корпусам определим путем совместного решения уравнений тепловых балансов по корпусам и уравнения баланса по воде для всей установки:

Q1 = D.RГП1 = 1,03.[Gн.cн.(tk1-tн)+w1.rвп1],

Q2= W1.RГП2 = 1,03.[(Gн - w1).c1 (tk2-tk1)+w2. rвп2], (20)

w1+w2 = W

где 1,03 - коэффициент, учитывающий 3% потерь тепла в окружающую среду

Q2= w1.2242 = 1,03.[(2,8 - w1).4,08(67,48-112,46)+(w2. 2234)],

w2 = 2,037- w1

Решение системы уравнений дает следующие результаты:

D = 1,057 кг/с; w1 = 0,84кг/с; w2= 0,91 кг/с.

Тепловые нагрузки по корпусам:

В первом корпусе: Q1 = D.rгп1, (21) Q1 =0,91•2190 =1971.

Во втором корпусе: Q2= w1.rгп2, (22)

Q2=0,84•2242 = 1883,3.

Наибольшее отклонение вычисленных нагрузок по испаряемой воде в каждом корпусе от предварительно принятых не превышает 5%.

3.7 Определение коэффициентов теплопередачи

Коэффициент теплопередачи, К1, Вт/м2.К, для первого корпуса определяют по уравнению аддитивности термических сопротивлений:

К1 = ,

= = 2,87.10-4 м2.К/Вт.

Коэффициент теплоотдачи, от конденсирующего пара к стенки определяем по формуле:

,

где r1 - теплота конденсации греющего пара, 2204.103 Дж/кг

Для расчета в третьем приближении строим графическую зависимость удельной тепловой нагрузки q от разности температур между паром и стенкой в первом корпусе и определяем t1 = 1,75 град.

Рисунок 2 - зависимость q от t1

Проверим правильность третьего приближения по равенству удельных тепловых нагрузок:

q1 = 9678.1,75 = 16945;

q2 = 4683.3,68 = 17233.

Как видим, q1 = q2. Расхождение между нагрузками составляет 1,7% (что не превышает 5 %), расчет коэффициентов на этом заканчиваем. По формуле (27), находим К1 , Вт/(м2.К):

К1 = = 1960.

Далее рассчитываем коэффициент теплопередачи для второго корпуса К2. Для этого принимаем: рж2 = 958 кг/м3, с. 186 [2];??ж1 = 0,675 Вт/(м.К); ? ж = 0,22.10-3 Па.с; r2 - 2249.103 Дж/кг, таблица LVII, с. 549 [1]. Подставив значения в формулу (28), получаем:

2,04 = 8782.

Проверим правильность первого приближения по равенству удельных тепловых нагрузок, Вт/м2:

q1 =8782.2,1 = 18442;

q2 = 3119.5,96 = 18588.

Как видим, q1 = q2. По формуле (27) находим К2 , Вт/(м2.К):

К2 = = 1724.

3.8 Распределение полезной разности температур

Полезные разности температур, tпj, град, в корпусах установки находим из условия равенства их поверхностей теплопередачи:



TПJ = , (31)

где TПJ , QI , KI - соответственно полезная разность температур, тепловая нагрузка, коэффициент теплопередачи для j - корпуса.

Подставив численные значения получим:

tп1 = (1971000/1960)61,06/(1971000/1960+1883300/1724)= 29,26.

tп2 = (1883300/1724)61,06/(1971000/1960+1883300/1724)= 31,8.

Проверим общую полезную разность температур установкипо формуле:

tп =tп1 + tп2, (32)

tп = 29,26 + 31,8 =61,06

Теперь рассчитаем поверхность теплопередачи выпарных аппаратов F, м2, по формуле (1):

F1 = = 116

F2 = = 116

Найденные значения мало отличаются от определенной раннее поверхности Fор. Поэтому в последующих приближениях нет необходимости вносить коррективы на изменение конструктивных размеров аппарата (высоты, диаметра и числа труб). Сравнение распределенных из условий равенства поверхностей теплопередачи и предварительно рассчитанных значений полезных разностей температур tп представлено ниже.

Распределенные в 1-м приближении значения tп , град.	29,26	31,8
Предварительно рассчитанные значения tп , град.	18,54	42,52

Как видно, полезные разности температур, рассчитанные из условия равного перепада давления в корпусах и найденные в первом приближении из условия равенства поверхностей теплопередачи в корпусах, существенно не различаются.

По ГОСТ 11987-81 [2] выбираем аппарат со следующими характеристиками:

Номинальная поверхность теплообмена Fн	125 м2
Диаметр труб d	38*2 мм
Высота труб Н	6000 мм
Диаметр греющей камеры dk	800 мм
Диаметр сепаратора dc	2200 мм
Диаметр циркуляционной трубы dц	500 мм
Общая высота аппарата На	21500 мм
Масса аппарата Ма	15500 кг

Расчет барометрического конденсатора

Для создания вакуума в выпарных установках обычно применяют конденсаторы смешения с барометрической трубой. В качестве охлаждающего агента используют воду, которая поддается в конденсатор чаще всего при температуре окружающей среды (около 20 оС). Смесь охлаждающей воды и конденсата выливается из конденсатора по барометрической трубе. Для поддержания постоянства вакуума в системе из конденсатора с помощью вакуум насоса откачивают неконденсирующиеся газы.

Необходимо рассчитать расход охлаждающей воды, основные размеры (диаметр и высоту) барометрического конденсатора и барометрической трубы, производительность вакуум-насоса.

3.9 Расход охлаждающей воды

Расход охлаждающей воды Gв, кг/с, определяют из теплового баланса конденсатора:

Gв = , (34)

где r2 - теплота парообразования, Дж/кг;

tн - начальная температура охлаждающей воды, оС;

tк - конечная температура смеси воды и конденсата, оС.

Разность температур между паром и жидкостью на выходе из конденсата должна быть 3-5 град. Поэтому конечную температуру воды, tк., оС, на выходе из конденсатора примем на 3 градуса ниже температуры конденсации паров:

TК = TБК - 3,0 = 61 - 3,0 = 58 .

Тогда: Gв = = 14,4 кг/с

3.10 Диаметр конденсатора

Диаметр барометрического конденсатора dбк, м, определяется из уравнения расхода:



DБК = , (35)

где р - плотность паров, кг/м3;

v - скорость паров, м/с.

При остаточном давлении в конденсаторе порядка 104 Па скорость паров v = 15-25 м/с.Тогда:

DБК = = 0,7 .

Выбираем барометрический конденсатор диаметром dбк=800 мм; Приложение 4.7 [2].

3.11 Высота барометрической трубы

Внутренний диаметр барометрической трубы dбт равен 300 мм. Скорость воды, v, м/с, в барометрической трубе определяем по формуле:

v = , (36)

Подставляя значения в формулу (36), получаем:

v =4(14,4+0,91)/3,14•0,32•1000=2,16 м/с.

Высота барометрической трубы, Нб.т., м, находим из уравнения:

Нбт =, (37)

Коэффициент трения зависит от режима течения жидкости. Определим режим течения воды в барометрической трубе, Re:

Re = , (38)

Подставим значения в формулу (38):

Re = (0,25•0,5•1000)/(0,48•10-3)=156000.

Для гладких труб при Re = 156000 коэффициент трения 0,019.

Подставив в формулу (37) указанные значения получим:

Нбт =

Отсюда находим Нбт = 8,3 м.



4. Расчет производительности вакуум-насоса

Производительность вакуум-насоса , L кг/с, определяется количеством газа (воздуха), который необходимо удалять из барометрического конденсатора по формуле:

L = 2,5 .10-5.(w2 +Gв)1000 + 0,01.w3, (39)

где 2.5.10-5 - количество газа, выделяющегося с одного кг воды; 0,01 -

количество газа, подсасываемого в конденсатор через не

плотности, на 1 кг паров.

Подставляем значения в формулу (39) и получаем:

L = 2,5.10-5(0,91+14,4)/1000+0,01.0,91 = 14,4.10-3.

Объемная производительность, Vвозд, м3/мин, вакуум-насоса равна:

Vвозд = , (40)

где R - универсальная газовая постоянная Дж/(кмоль.К);

Мвозд - молекулярная масса воздуха, кг/кмоль;

tвозд - температура воздуха, оС;

Рвозд - парциальное давление сухого воздуха в барометрическом

конденсаторе, Па.

Температура воздуха, tвозд, оС, рассчитывается по уравнению:

tвозд = tн + 4 + 0,1(tк - tн), (41)

tвозд = 19 + 4 + 0,1(58-19) = 26,9.

Давление воздуха, Рвозд, Па, рассчитывается по формуле:

Рвозд = Рбк - Рп, (42)

где Рп - давление сухого насыщенного пара (Па) при tвозд=26,9 оС.

Подставив значения в формулу (42), получим:

Рвозд = 0,22 .98000 - 0,039 •98000 = 17738

Подставив все полученные значения в формулу (40), получим:

Vвозд = = 9,4 м3/с

Зная объемную производительность воздуха и остаточное давление, по каталогу подбираем вакуум-насос типа ВВН-12 мощностью на валу 20 кВт, Производительностью 12 м3/мин, остаточное Р=23 мм, Приложение 4.7 [2].



5. Расчет вспомогательного оборудования

5.1 Расчет трубопроводов

Диаметр трубопроводов рассчитываем по уравнением массового расхода

М=щрf,

Где М - массовый расход потока, кг/с; щ - средняя скорость потока, м/с [3,17];f-площадь поперечного сечения потока, м2; р-плотность потока, кг/м3 .

Для трубопровода круглого сечения принимает вид

М=0,785щр.

Тогда диаметр трубопровода определяем по уравнению

dгр1=(М/0,785 щр).

Диаметр штуцера для подачи греющего пара в 1-й корпус

dгр1=(М/0,785•15•1,3)0,5=0,45 м.

Диаметр штуцера для выхода вторичного пара из 1-го корпуса

dвт1=(2,7/0,785•18•0,52)0,5=0,6 м.

Диаметр штуцера для выхода конденсатора

dконденсатора=(2,84/0,785•0,5•1000)0,5=0,085 м.

Диаметр штуцера для подачи раствора в 1-й корпус

dр-ра=(7,0/0,785•1,5•1037)0,5=0,075 м.

Диаметр штуцера для выхода раствора из 1-го корпуса

dупр-ра1=(7,0-2,7)/0,785•0,5•1046)0,5=0,102 м.

По таблице Б16 подбираем стандартные диаметры штуцеров

d =426*11мм d=630*15мм d=89*4,5мм

d =89*4,5мм d=108*4мм



5.2 Расчет подогревателя

Устанавливается для подогрева раствора от начальной температуры tн=19, до температуры кипения tкип1=101,7. Обогрев проводится греющим паром с температурой tг1=131. Средняя разность температур в теплообменнике равна

tб = 131-19 = 112

Средняя разность температур определяется по формуле:

tср = , (47)

tср = =63,6

Средняя температура раствора, tср, оС, определяется по формуле:

tср = tконд tср, (48)

tср = 112 - 63,6 = 48,4.

Расход теплоты на нагрев Q, Вт, определяется по формуле:

Q = Gнcн(tкип1 - tн) , (49)

Gн=4190• (1-0,05)=3980,5 Дж/кг•К

Q = 2,8 • 3980,5 .(101-19) = 89163 Вт.

Расход греющего пара в подогревателе равен



Dп=Qп/rr1=89163/2195000=0,5 кг/с

Задаемся значением коэффициента теплоотдачи К=800 Вт/м2 [3,172].

Поверхность теплоотдачи равна

F=Qп/K•?tср.

F= 89163/800•63,6=1,76=3,09

Устанавливаем двухходовой теплообменник поверхностью 57 м2 (таблица Б12).

Диаметр кожуха 600 мм; диаметр труб 25*2 мм; длина труб 3000 мм; число труб 240 мм.

5.3 Расчет технико-экономических показателей

Теоретическая экономичность выпарки

Эт=?Wi/D,

Где D- расход греющего пара в первом корпусе.

Эт=5,5/2,94= 1,94 кг/кг

Действительная экономичность выпарки

Эд=?Wi/D1,

где D1=D+Dп=2,84+1,0=3,84 кг/с

Эд=5,5/3,84=1,43 кг/кг.

Средняя производительность выпарки

n =?Wi/F.

n =5,5/250=0,22 кг/(м2с)

Удельный расход пара

Gуд=D1/?Wi.

Gуд=3,84/5,5=0,7 кг/кг.

Удельный расход электроэнергии

Эуд=?Ni/?Wi.

Эуд=20/5,5=3,6 кВт/кг.



Заключение

В результате проведенного расчета подобран по каталогу выпарной аппарат с поверхностью F=125 м2, барометрический конденсатор D=1200 мм, вакуум-насос типа BBH-12, N=20 кВт, подогреватель поверхностью F=57 м2. Рассчитаны и подобраны по каталогу диаметры штуцеров выпарного аппарата.

Удельные расход пара составил Gуд=0,7 кг пара/кг воды.



Библиографический список

Процессы и аппараты пищевых производств, методические указания/Л.И.Ченцова, М.К. Шайхутдинова ,Красноярск. Издательство КрасГАУ, 2007, - 112с.

Процессы и аппараты пищевых производств, методические указания/Л.И.Ченцова, М.К.Шайхутдинова, В.Г.Зологина, Красноярск, КрасГау, 2009, - 47с.

Основные свойства пищевого сырья, полуфабрикатов и продуктов. Справочное пособие/Т.В.Борисова, В.Г.Зологина, Б.Д.Левин, Красноярск,2008, - 98с.

Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов./ К.Ф.Павлов, П.Г. Романков, А.А.Носков/под ред. чл. - корр. АН СССР П.Г.Романкова. - 10-е изд., перераб. и доп. -- Л.: Химия, 1987. -- 576 с.

Размещено на www.allbest.

...