Размещено на http://www.allbest.ru/

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

c - теплоемкость, Дж/(кг•К);

d - диаметр, м;

D - расход греющего пара, кг/с;

F - поверхность теплопередачи, м²;

G - расход, кг/с;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

H - высота, м;

i, I - энтальпия жидкости и пара, кДж/кг;

K - коэффициент теплопередачи, Вт/(м²•К);

P - давление, МПа;

Q - тепловая нагрузка, кВт;

q - удельная тепловая нагрузка, Вт/м²;

Дq - разность интегральных теплот растворения;

r - теплота парообразования, кДж/кг;

t, T - температура, град;

, W - производительность по испаряемой воде, кг/с;

x - концентрация, %;

б - коэффициент теплоотдачи;

л - теплопроводность, Вт/(м•К);

м - вязкость, Па•с;

с - плотность, кг/м³;

у - поверхностное натяжение, Н/м;

Re - критерий Рейнольдса;

е - паронаполнение;

Индексы:

1,2,3 - первый, второй корпус выпарной установки

в - вода;

вп - вторичный пар;

г - греющий пар;

ж - жидкая фаза;

к - конечный параметр;

н - начальный параметр;

ср - среднее значение;

ст - стенка.

ВВЕДЕНИЕ

Процесс выпаривания применяется в технике для концентрирования растворов. Твердых нелетучих веществ в жидких летучих растворителях. Этот процесс заключается в том, что путем нагревания, а иногда и понижения давления некоторую часть растворителя переводят в парообразное состояние и в виде пара удаляют из жидкой смеси [6].

Концентрирование растворов методом выпаривания из наиболее распространенных технологических процессов в химической, пищевой и других отраслях промышленности [10].

Процесс выпаривания широко применяется как для частичного раз деления (концентрирования) растворов, так и для полного выделения твердых веществ из раствора в последнем случае выпаривание сопровождается кристаллизацией [6].

Целью данного курсового проекта является подбор подходящей конструкции выпарного аппарата, дополнительного оборудования и материала для его изготовления.

Далее рассчитаем и спроектируем трехкорпусную выпарную установку для концентрирования раствора NaCl.

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА УСТАНОВКИ

Принципиальная схема двухкорпусной выпарной установки [6]:

1-2-корпуса установка; 4- подогреватель исходного раствора; 5-барометрический конденсатор; 6-ловушка; 7-вакуум-насос.

Рисунок 1 - Схема двухкорпусной выпарной установки

Установка состоит из нескольких (в данном случае двух) корпусов Исходный раствор, обычно предварительно нагретый до температуры кипения, поступает в первый корпус, обогреваемый свежим (первичным паром). Вторичный из этого корпуса направляется в качестве греющего пар во второй корпус, где вследствие пониженного давления раствор кипит при более низкой температуре, чем в первом.

Ввиду более низкого давления во втором корпусе раствор, упаренный в первом корпусе, перемещается самотеком во второй корпус здесь охлаждается до температуры кипения в том корпусе. За счет выделяющегося при этом тепла образуется дополнительно некоторое количество вторичного пара. Предварительный нагрев исходного раствора до температуры кипения в первом корпусе производится в отдельном подогревателе 4, что дозволяет избежать увеличения поверхности нагрева в первом корпусе. Вторичный пар из последнего корпуса отводится в барометрический конденсатор 5, в котором при конденсации пара создается требуемое разрежение. Воздух и неконденсирующиеся газы, попадающие в установку главным образом с охлаждающей водой (в конденсаторе), также через неплотности трубопроводов и резко ухудшающие теплопередачy, отсасываются через ловушку-брызгоулавливатель 6 вакуум-насосом 7. С помощью вакуум-насоса поддерживается также устойчивый вакуум, так как остаточное давление в конденсаторе может изменяться с колебанием температуры воды, поступающей в конденсатор.

Необходимым условием передачи тепла в каждом корпусе должно быть наличие некоторой полезной разности температур, определяемой разностью температур греющего пара и кипящего раствора. Вместе с тем, давление вторичного пара в каждом предыдущем корпусе должно быть больше его давления в последующем. Эти разности давлений создаются при избыточном давлении в первом корпусе, или вакууме в последнем корпусе или же при том и другом одновременно.

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВЫПАРНОЙ УСТАНОВКИ

2.1 Определение поверхности теплопередачи выпарных аппаратов

Поверхность теплопередачи каждого корпуса выпарной установки определяют по основному уравнению теплопередачи:

Для определения тепловых нагрузок Q, коэффициентов теплопередачи K и полезных разностей температур ?t_n необходимо знать распределение упариваемой воды, концентраций растворов и их температур кипения по корпусам. Эти величины находят методом последовательного приближения.

Первое приближение:

Производительность установки по выпариваемой воде определяют из уравнения материального баланса:

Подставив получим:

кг/с

2.1.1 Концентрации упариваемого раствора

Распределение концентраций раствора по корпусам установки завит от соотношения нагрузок по выпариваемой воде в каждом аппарате. В первом приближении на основании практических данных принимаю, что производительность по выпариваемой воде распределяется между корпусами в соответствии с соотношением: щ₁ : щ₂ = 1,0 : 1,1.

Тогда

Далее рассчитывают концентрации растворов в корпусах:

Концентрация раствора в последнем корпусе соответствует заданной концентрации упаренного раствора

2.1.2 Температуры кипения растворов

Примем, что обогрев первого корпуса производится насыщенным водяным паром с давлением P_г1= 5 атм=0,5066МПа.

Общий перепад давлений в установке равен:

В первом приближении общий перепад давлений распределяют между корпусами поровну. Тогда давления греющих паров в корпусах равны:

МПа

Давление пара в барометрическом конденсаторе

МПа

Что соответствует заданному значению .

По давлениям паров находим их температуры и энтальпии [1]:

Р, МПа	t, °C	I, кДж/кг
Рг1 = 0,5066	tг1 = 152,25	I1 = 2109
Рг2 = 0,2584	tг2 = 128,03	I1 = 2184,89
Рбк = 0,0101	tбк = 45,99	I1 = 2394,88

Изменение температуры кипения по высоте кипятильных труб происходит вследствие изменения гидростатического столба жидкости. Температуру кипения раствора принимаем соответствующей температуре кипения в среднем слое жидкости. Таким образом, температура кипения раствора в корпусе отличается от температуры греющего пара в последующем корпусе на сумму температурных потерь ?? от температурной (??), гидростатической (??) и гидродинамической (??) депрессий (??=??+??+??).

Примем для каждого корпуса ??= 1 град. Тогда температуры вторичных паров в корпусах (в °С) равны:

Сумма гидродинамических депрессий (в °С):

По температурам вторичных паров определим их давления. Они равны соответственно (в МПа):

Р_вп1 = 0,2633; Р_вп2 =0,0108;

Давление в среднем слое кипящего раствора Р_ср каждого корпуса определяется по уравнению:

Для выбора Н ориентировочно оценим поверхность теплопередачи выпарного аппарата . В аппарате с естественной циркуляцией примем q=45000 Вт/м². Тогда поверхность теплопередачи 1-го корпуса

ориентировочно равна:

По ГОСТ 11987-81[2] выбираем аппарат с естественной циркуляцией и вынесенной греющей камерой (тип 1, исполнение 2). Он состоит из кипятильных труб высотой 4 м при диаметре d_н =38мм и толщиной стенки д_ст = 2 мм.

Плотность NaCl при температуре 20 °С и соответствующих концентрациях в корпусах равна [3]:

с₁=1060,2 кг/м³

с₂=1277,2 кг/м³

Давления в среднем слое кипятильных труб корпусом определим по формуле (3) (в МПа):

Этим давлениям соответствуют следующие температуры кипения и теплоты испарения растворителя [1]:

Р, МПа	t, °C	r, кДж/кг
P1ср=0,2737	t1ср=130,11	г1=2181,88
P2ср=0,0234	t2ср=63,15	г3=2392,75

Определим гидростатическую депрессию по корпусам (в °C):

Сумма гидростатических депрессий:

°C

Температурную депрессию определим по уравнению:

,

где Т-температура паров в среднем слое кипятильных труб, К; - температурная депрессия при атмосферном давлении (табл.XXXVI [5; .535]). Ищем значения температурной депресcии по корпусам:

Сумма температурных депрессий:

°C

Температуры кипения растворов в корпусах равны:

2.1.3 Полезная разность температур

Общая полезная разность температур равна:

Полезные разности температур по корпусам (в °С) равны:

Тогда общая полезная разность температур равна:

°С

Проверим:

--(°С

2.1.4 Определение тепловых нагрузок

Расход греющего пара в первом корпусе, производительность каждого корпуса по выпариваемой воде и тепловые нагрузки по корпусам определяются путем совместного решения уравнений тепловых балансов по корпусам и уравнениями баланса по воде для всей установки:



, а , то

W= щ₁+ щ₂

т.к. I_г1-i₁?r₁, I_вп1-с_в t_к1? r_вп1;

I_г2-i₂?r₂, I_вп2-с_в t_к2? r_вп2;

будем считать

Q₁=D r₁=1,03[G_нc_н(t_к1-t_н)+щ₁ r_вп1+ Q_конц];

Q₂= щ₁ r₂=1,03[(G_н-щ₁)c₁(t_к2-t_к1)+щ₂ r_вп2+ Q_2конц];

где 1,03 - коэффициент, учитывающий 3% потерь тепла в окружающую среду; с₁, c₂, с_н - теплоёмкости растворов корпусов, кДж/(кг_К); Q_1конц, Q_2конц, Q_3конц - теплоты концентрирования по корпусам, кВт; t_н - температура кипения исходного раствора при давлении в 1-м корпусе;

°С

Считаем Q_конц=0 согласно [1, c.171].

Теплоёмкость (в кДж/(кгК)) разбавленных водных растворов рассчитывается по формуле:

Тогда:

Q₁=2109D=1,03[0,556_3,839(132,04-128,03)+2181,88щ₁];

Q₂= 2184,89щ₁=1,03[(0,556-щ₁)2,644(73,79-132,04)+2392,75щ₂];

W= щ₁+ щ₂ =0,48;

Приводим подобные слагаемые, составляем матрицу и решаем методом Крамера:

D	щ1	щ2
2109	-2247	0	42,21
0	2026,3	0	88,11
0	1	1	0,48

D=0,318 кг/с

щ₁=0,28 кг/с

щ₂=0,2 кг/с

Проверка:

W= щ₁+ щ₂ =0,28+0,2=0,48кг/с. Расчёт сходится.

Определим тепловые нагрузки, кВт

Q₁=2109D=2109_0,28=671,59;

Q₂= 2184,89щ₁=2184,89_0,2=611,99;

Полученные данные сводим в табл. Параметры растворов и паров по корпусам.

Параметр
	1	2
Производительность по испаряемой воде W, кг/с	0,28	0,2
Концентрация растворов x, %	8,5	37
Температура греющих паров tГ, єC	152,25	128,03
Температура кипения раствора tк ,єC	132,04	73,79
Полезная разность температур ?tп, єC	20,21	54,24
Тепловая нагрузка Q, кВт	671,59	611,99

2.1.5 Расчет коэффициентов теплопередачи

Расчёт ведём по [4]. Коэффициент теплопередачи рассчитываем, исходя из того, что при установившемся процессе передачи тепла справедливо равенство:

Коэффициент теплопередачи К в [Вт/(м² К)] можно рассчитать по уравнению:

,

где q - удельная тепловая нагрузка, Вт/м²; q = Q/F;

и - коэффициенты теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке и от стенки к кипящему раствору соответственно, Вт/(м²•К);

- сумма термических сопротивлений стенки загрязнений и накипи, (м²•К/Вт);

- разность температур между греющим паром и стенкой со стороны пара в первом корпусе, Размещено на http://www.allbest.ru/

єС;

- перепад температур на стенке, єС;

- разность между температурой стенки со стороны раствора и температурой кипения раствора, °С.

Первый корпус.

Коэффициент теплоотдачи рассчитываем по уравнению:

где - теплота конденсации греющего пара, Дж/кг;

- разность температур конденсата пара и стенки, єС;

- соответственно плотность, кг/м³, теплопроводность Вт/(м•К) и вязкость конденсата, Па•с, при средней температуре плёнки:

Первоначально принимаем

t_пл= t_г-Дt₁/2=152,25-4/2=150,25 єС.

Значения физических величин конденсата берём при t_пл = 150,25 єС.

с_ж1=961,71 кг/м³

л_ж1=64,8•10^-2Вт/(м•К)

µ_ж1=0,00018Па•с [5; с.537]

Вт/(м²•К)

°C

°C

Критерий Рейнольдса:

,

с₀=980,46 кг/м³ - плотность конденсата, µ₀=0,0002 Па•с- вязкость конденсата.

Критерий Прандтля:

,

с₀=4790 Дж/(кг•К) - теплоемкость конденсата, µ₀=0,0002 Па•с- вязкость конденсата, л₀=0,6615 Вт/(м•К) - теплоемкость конденсата.

Критерий Нуссельта:

,

Коэффициент теплоотдачи:

Проверим правильность первого приближения по равенству удельных тепловых нагрузок:

Как видим

Для второго приближения примем



°C

°C

,

,

,

Как видим

Для определения строим графическую зависимость тепловой нагрузки q от разности температур между паром и стенкой (см. рис. 2) и определяем = 3,88 єС.

Рис. 2. Графическая зависимость тепловой нагрузки q от разности температур между паром и стенкой.

Проверим:

°C

°C

,

,

,

Как видим

Рассчитываем коэффициент теплопередачи К₁ в первом корпусе:

1740,3 Вт/(м²•К)

Ориентировочное соотношение коэффициентов теплопередачи по корпусам при выпаривании водных растворов солей примем по соотношению К₁: К₂: К₃ =1:0,58:0,34.

Тогда

К₂ =0,58ЧК₁=0,58Ч1740,3=1009,4 Вт/(м²•К)

2.1.6 Распределение полезной разности температур

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

где - общая полезная разность температур выпарной установки; - отношение тепловой нагрузки к коэффициенту теплопередачи в корпусе; i = 1,2- номер корпуса.

Поскольку рассчитаны величины тепловых нагрузок, коэффициентов теплопередачи и полезной разности температур по корпусам, следовательно, можно найти поверхность теплопередачи выпарных аппаратов:

По ГОСТ 11987-81 выбираем аппарат с вынесенной греющей камерой и естественной циркуляцией (тип 1, исполнение 2) с поверхностью теплообмена F=16 м² и длиной труб Н = 4 м. Основные технические характеристики выпарного аппарата представлены в таблице.

Техническая характеристики выпарного аппарата [1;с.182].

F при диаметре трубы 38х2 и длине Н= 4000мм	Диаметр греющей камеры D, мм	Диаметр сепаратора D1, мм	Диаметр циркуляционной трубы D2, мм	Высота аппарата На , мм	Масса аппарата, не более, кг
16	400	800	250	12000	2500

3.КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ

Целью этого расчета является вычисление условного прохода основных штуцеров и определение в соответствии со стандартами их размеров.

Расчет проведем для первого корпуса.

Расчет условного прохода штуцеров

3.1 Условный проход штуцера для входа раствора (В)

Полученное значение условного прохода штуцера для входа раствора округляем до

3.2 Условный проход штуцеров для выхода раствора (Г)

Полученное значение условного прохода штуцера для выхода раствора

округляем до

3.3 Условный проход штуцеров для греющего пара (А)

Полученное значение условного прохода штуцера для греющего пара округляем до

3.4 Условный проход штуцеров для вторичного пара (Б)

Полученное значение условного прохода штуцера для вторичного пара округляем до

3.5 Расчет штуцеров для отвода конденсата (Д)

Полученное значение условного прохода штуцера для отвода конденсата округляем до

Диаметр условного прохода штуцеров (мм)

А	Б	В1В2	Г1Г2	Д
100	100	25	25	25

4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ

Определение гидравлического сопротивления в трубном пространстве.

Число ходов: z=1

Определение коэффициентов местных сопротивлений.

У входного и выходного штуцеров примем ж_тр1=1,5.

Поворот на 180 градусов между ходами. Количество поворотов n=z-1=0.

ж?_тр2=2,5

ж_тр2= n ж?_тр2= 0

Вход в трубы или выход из них:

ж?_тр3=1 n=2z=2

ж_тр3= n ж?_тр2=2

Скорость в трубах:

Скорость в штуцерах:

Высота выступов шероховатостей:

Д=0,0002м

Относительная шероховатость труб:

Е= Д/d_в=0,0002/0,034=0,00588

Критерий Рейнольдса:

Коэффициент трения:

Гидравлическое сопротивление в трубном пространстве:

Определение гидравлического сопротивления в межтрубном пространстве.

Число сегментных перегородок x=0

Определение коэффициентов местных сопротивлений.

У входного и выходного штуцеров примем ж_м1=1,5.

Поворот на 180 градусов между ходами. Количество поворотов n=x=0.

ж?_м2=1,5

ж_м2= n ж?_м2= 0

Площадь самого узкого сечения в межтрубном пространстве:

S_м=0,121 м² (табл.XXXV [5, c.517])

Cкорость в межтрубном пространстве:



Скорость во входном штуцере d_м.ш=0,1 м.

Скорость в выходном штуцере d_м.ш=0,025 м.

Число рядов труб:

Критерий Рейнольдса:

Гидравлическое сопротивление в трубном пространстве:

5. МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ

Толщина стенки обечайки (греющая камера):

S? ,

здесь

D = 400 мм - диаметр обечайки;

р = 0,5066МПа - давление;

ц = 1,0 - коэффициент сварного шва [1, с. 395];

с = П · Та = 0,1 · 10 = 1 мм - прибавка на коррозию, где

П = 0,1 мм/год - скорость коррозии;

Та = 10 лет - срок службы аппарата;

[у] = з · у - допускаемое напряжение;

з = 1,0 - коэффициент [1, с. 394];

у = 152 МПа - допускаемое нормативное напряжение для стали 12х18Н10Т [7, с. 11], тогда

S? , по [1, с. 211], принимаем S = 10 мм.

Толщина стенки днища:

Sg? , принимаем S_g = 10 мм (см. выше); здесь R=D для исполнения днища эллиптическим.

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИНЫ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ

Толщину тепловой изоляции находят из равенства удельных тепловых потоков через слой изоляции от поверхности изоляции в окружающую среду:

,

где - коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляционного материала в окружающую среду, ;

t_ст2 - температура изоляции со стороны окружающей среды, єС

t_ст1 - температура изоляции со стороны аппарата, єС

t_в - температура окружающей среды (воздуха), єС

л_и - коэффициент теплопроводности изоляционного материала Вт/(м)

Рассчитаем толщину тепловой изоляции для 1-го корпуса:

Примем t_ст2=40 єС. Тогда

t_ст1 принимают равной температуре греющего пара t_г1, t_ст1 = 142,9 єС, t_в = 20 єС

В качестве материала для тепловой изоляции выберем совелит (85 %

магнезии + 15% асбеста) [9], имеющий коэффициент теплопроводности л_и=0,093 Вт/(м•К).

Тогда из формулы получим:

Принимаем толщину тепловой изоляции 0,045 м и для второго корпуса.

7. РАСЧЕТ И ПОДБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

7.1 Расчет барометрического конденсатора

Для создания вакуума в выпарных установках обычно применяют конденсаторы смешения с барометрической трубой. В качестве охлаждающего агента используют воду, которая подается в конденсатор чаще всего при температуре окружающей среды (около 20 єС). 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.

7.1.1 Расход охлаждающей воды

Расход охлаждающей воды определяют из теплового баланса конденсатора:

,

где - энтальпия паров в барометрическом конденсаторе, Дж/кг

t_н - начальная температура охлаждающей воды, єС

t_к - конечная температура смеси воды и конденсата, єС

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

t_к=t_бк - 3,0=45,99-3,0=42,99 єС

Тогда, подставив значения в формулу, получим:

7.1.2 Диаметр конденсатора

Диаметр барометрического конденсатора d_бк определяют из уравнения расхода:

,

где плотность паров, кг/м³ ;

х - скорость паров, м/с;

При остаточном давлении в конденсаторе порядка 10⁴ Па скорость паров х =15-25 м/с, примем х =20 м/с.

с=0,098 кг/м³ [5]

Тогда по формуле (15) получим:

По нормалям НИИХИММАШа [4] подбираем конденсатор диаметром, равным расчетному или ближайшему большему. Определяем его основные размеры. Выбираем барометрический конденсатор диаметром d_бк= 500 мм.

Его основные размеры:

Таблица 3 - Основные размеры барометрического конденсатора

Толщина стенки аппарата S	5
Расстояние от верхней полки до крышки аппарата а	1300
Расстояние от нижней полки до днища аппарата r	1200
Ширина полки b	--
Расстояние между осями конденсатора и ловушки:	--
К1	675
К2	--
Высота установки H	4300
Ширина установки Т	1300
Диаметр ловушки D	400
Высота ловушки h	1440
Диаметр ловушки D1	--
Высота ловушки h1	--
Расстояние между полками	--
а1	220
а2	260
а3	320
а4	360
а5	390
Условные проходы штуцеров	--
для входа пара (А)	300
для входа воды (Б)	100
для выхода парогазовой смеси (В)	80
для барометрической трубы (Г)	125
Воздушник (С)	--
для входа парогазовой смеси (И)	80
для выхода парогазовой смеси (Ж)	50
для барометрической трубы (Е)	50

7.1.1 Высота барометрической трубы

В соответствии с нормалями [4], внутренний диаметр барометрической трубы d_бт = 125 мм.

Скорость воды в барометрической трубе:

где с - плотность воды при 20 єС [5]

Высота барометрической трубы:

,

где В - вакуум в барометрическом конденсаторе, Па;

?о - сумма коэффициентов местных сопротивлений;

л - коэффициент трения в барометрической трубе;

0,5 - запас высоты на возможное изменение барометрического давления, м

B=P_атм-P_бк=9,81*10⁴-0,98*10⁴=8,83*10⁴ Па=0,0883МПа.

?о=о_вх+о_вых=0,5+1,0=1,5

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

Где - вязкость воды при 20 єС [5].

Для гладких труб при Re=54544 коэффициент трения л=0,015 [5, формула 1.40].

Подставим в формулу указанные значения, получим:

Откуда

Н_бт = 9,56 м

Получаем, что высота барометрической трубы равна 9,56 м.

7.1.2 Расчет производительности вакуум-насоса

Производительность вакуум-насоса G_возд определяется количеством газа (воздуха), который необходимо удалять из барометрического конденсатора:

,

где 2,5*10^-5 - количество газа, выделяющегося из 1 кг воды;

0,01 -- количество газа, всасываемого в конденсатор через неплотности, на 1 кг паров.

Тогда по формуле:

Объемная производительность вакуум-насоса равна:

где R - универсальная газовая постоянная, Дж/(кмольК);

М_возд - молекулярная масса воздуха, кг/кмоль;

t_возд - температура воздуха, єС;

P_возд - парциальное давление сухого воздуха в барометрическом конденсаторе, Па.

Универсальная газовая постоянная R=8310 Дж/(кмольК), а молекулярная масса воздуха М_возд = 29 кг/кмоль.

Температуру воздуха рассчитывают по уравнению:

Давление воздуха равно:

Р_возд=Р_бк-Р_п

Р_возд=0,9810⁴-0,3510⁴=0,63*10⁴ Па.

Подставив в формулу все указанные значения, получим:

Зная объемную производительность V_возд и остаточное давление Р_бк, подбираем вакуум-насос типа ВВН-3 мощностью на валу N=6,5 кВт и производительностью 3 м³/мин [4].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе работы рассчитана и спроектирована двухкорпусная выпарная установка для выпаривания раствора NaCl, на основе заданных параметров.

На основании расчета по ГОСТ 11987-81 мы подобрали выпарной аппарат типа 1 исполнения 2 со следующими характеристиками:

Номинальная поверхность теплообмена F_н 16 м²

Диаметр труб d 38Ч2 мм

Диаметр греющей камеры d_к 400 мм

Диаметр сепаратора d_с 800 мм

Диаметр циркуляционной трубы d_ц 250 мм

Длина труб l 4000 мм

Общая высота аппарата H_а 12000 мм

Масса аппарата M_а 2500 кг

Данный аппарат отличается интенсивной циркуляцией раствора и высокими коэффициентами теплопередачи. Достоинством является легкость очистки труб, ремонта и замены греющей камеры, так как нет необходимости снимать громоздкий сепаратор; возможность присоединения к одному сепаратору двух греющих камер, которые могут работать поочередно или одновременно, что значительно может увеличить производительность выпарной установки.

Аппарат этого типа отличается универсальностью, удобством эксплуатации и хорошей теплопередачей.

Также на основании расчетов мы подобрали вспомогательное оборудование, необходимое для поддержания технологического режима в аппарате: барометрический конденсатор диаметром 500 мм с барометрической трубой высотой 9,56 м; вакуум-насос типа ВВН-3 с мощностью на валу N=6,5 кВт и производительностью 3 м³/мин.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

выпарный установка теплопередача

1. Воробьева Г. Я. Коррозионная стойкость материалов в агрессивных средах химических производств. Изд. 2-е. М.: Химия, 1975-816 с.

2. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Изд. 9-е. М.: Химия, 1973-750 с.

3. Общий курс процессов и аппаратов химической технологи: Учебник: В 2 кн./под ред. В. Г. Айнштейна. М.: Логос; Высшая школа, 2002. Кн. 1.-912 с.

4. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Под ред. Ю.И. Дытнерского. Изд. 2-е. М.: Химия, 1973-754 с.

5. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков Д. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов, Химия.: 1976-552 с.

6. Справочник химика. М. - Л.: Химия, т. III, 1962-1006 с, т. V, 1966-974 с.

7. Тимонин А. С. Инженерно-экологический справочник. т.2.-Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой, 2003.-884 с.

8. Р. И. Пепинов, Н. В. Лобкова, Г. Ю. Зохраббекова, «Плотность водных растворов хлорида и сульфата магния при высоких температурах и давлениях», журнал «Теплофизика высоких температур», том 30, выпуск 1, 1992 г. - с. 76-81

9. Теплотехнический справочник. т. 2. М.: Энергия, 197-896 с.

Размещено на Allbest.ru

...