Расчет трехкорпусной выпарной установки
Расчет параметров процесса выпаривания. Конструкция и схема работы трехкорпусного выпарного аппарата. Выбор размеров греющей камеры, сепарационного пространства и барометрического конденсатора. Определение объемного расхода отводимой парогазовой смеси.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 27.06.2019 |
Размер файла | 1,4 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
Министерство сельского хозяйства РФ
Иркутская государственная сельскохозяйственная академия
Энергетический факультет
Кафедра Электроснабжения и теплотехники
Курсовой проект
Расчет трехкорпусной выпарной установки
по дисциплине «Тепломассообменное оборудование предприятий»
Выполнил: студент 4 курса
Зайцев Д.В
Проверил: д.т.н, профессор
Таиров Э.А.
Иркутск 2018
Оглавление
Введение
1. Основные параметры процесса выпаривания
2. Расчет многокорпусной выпарной установки
2.1 Схема работы выпарного аппарата
2.2 Последовательность расчета установки
2.2.1 Расчет параметров
2.2.2 Расчет коэффициента теплопередачи для 1 корпуса выпарной установки
2.2.3 Расчет коэффициента теплопередачи для 2 корпуса выпарной установки
2.2.4 Расчет коэффициента теплопередачи для 3 корпуса выпарной установки
3. Выбор размеров греющей камеры
4. Выбор размеров сепарационного пространства
5. Расчет барометрического конденсатора
6. Расход охлаждающей воды
7. Расчет объемного расхода отводимой парогазовой смеси
8. Расчет мощности вакуум-насоса
9. Расчет барометрической трубы
10. Расчет тепловой изоляции выпарного аппарата
Список используемой литературы
Введение
Выпариванием называют процесс частичного удаления растворителя из растворов путем кипения последних. В подавляющем большинстве случаев выпариванию подвергают водные растворы твердых веществ, однако растворителями могут быть и другие жидкости. При этом методы инженерного расчета и аппаратного оформления являются общими (не зависят от вида растворителя).
По существу выпаривание представляет собой массообменный процесс - с переносом компонента из жидкой фазы в паровую. Однако на практике в ходе выпаривания в паровую фазу переходит только растворитель; растворенное вещество (за крайне редким исключением) полностью остается в растворе. При этом количество испаренного растворителя всецело определяется количеством подведенной теплоты. Поэтому процесс выпаривания трактуется и рассчитывается как тепловой.
Целью технологического расчета выпарной установки является:
-определение расхода греющего пара на проведение процесса;
-определение поверхности теплообмена и основных размеров выпарного аппарата;
-выявление режимных характеристик процесса (температуры, давления, концентрации и т.д.).
1. Основные параметры процесса выпаривания
При расчете процесса выпаривания используют массовую абсолютную концентрацию вещества в растворе a (кг твердого вещества/кг раствора. В технических заданиях при описании процесса выпаривания концентрацию выражают в процентах (100a, %).
Произведение количества раствора S (кг) на его концентрацию a (кг твердого вещества)/(кг раствора) дает количество растворенного твердого вещества Sa:
Соответственно, произведение потока раствора S(кг/с) на его концентрацию aдает поток Sa (кг/с) твердого вещества.
Теплоемкость раствора (смеси) при отсутствии экспериментальных (справочных) данных рассчитывают по правилу аддитивности:
(1)
где S- количество раствора, полученного при растворении кг твердого вещества в кг растворителя; , и - теплоемкости раствора, твердого вещества и растворителя соответственно.
Поделив члены равенства на S, получим:
(2)
Следует иметь в виду, что расчет по аддитивности является приближенным, поскольку по - скольку игнорирует теплоту смешения (последняя не всегда пренебрежимо мала).
Важнейшим параметром процесса выпаривания является температура кипения растворов . она зависит от химической природы растворенного твердого вещества и растворителя, причем растет с повышением давления над раствором и с увеличением концентрации растворенного вещества. От температуры кипения раствора в значительной степени зависят выбор теплоносителя (и его параметров), расход теплоты и теплоносителя, движущая сила процесса теплопередачи и величина необходимой поверхности теплопередачи F.
Разность между температурами кипения раствора и чистого растворителя при одинаковом давлении получила название температурной депрессии для раствора данной концентрации a.
В справочной литературе обычно приводятся экспериментально найденные температуры кипения или депрессии растворов различных солей при атмосферном давлении в виде таблиц и графиков , а также ; такие температуры кипения и температурные депрессии называют стандартными и обозначают и .
В случае рабочего давления, отличного от атмосферного, температуры кипения раствора и чистого растворителя отличаются от стандартных в большую (при p>1 атм) и в меньшую (при p<1 атм) стороны. При этом значение находят по таблицам насыщенных паров для чистого растворителя (если растворитель - вода, то по таблицам для чистого растворителя водяного пара) при имеющимся расчетными соотношениями: получают для воды при p>1 атм и при p<1 атм. Если рабочее давление мало отличается от атмосферного (например, на 0,01-0,03 МПа; величина такого отклонения определяется допустимой погрешностью расчета), то можно приближенно принять, что рабочая депрессия близка к стандартной: ; тогда рабочая температура кипения
. (3)
Процесс выпаривания нередко проводят при давлениях над кипящим раствором в несколько атмосфер (обычно до 5-6 ат, т.е. 0,5-0,6 МПа) либо при существенном разрежении даже несколько ниже). В этих случаях от стандартного значения заметно отличается не только температура кипения чистого растворителя , но и величина депрессии .
Для расчета депрессии при давлениях, отличных от атмосферного, пользуются формулой
(4)
где - температурная депрессия соответственно при заданном и атмосферном давлении; Т- абсолютная температура; r- теплота парообразования воды при заданном давлении.
В процессах выпаривания иногда кипящий (или не кипящий) раствор попадает в область (аппарат) с пониженным давлением, причем это давление может быть столь низким, что температура кипения раствора при этом давлении () оказывается ниже температуры рабочего раствора (). Иными словами, поступающий раствор перегрет относительно температуры кипения при пониженном давлении.
Поэтому происходит интенсивное (практически - мгновенное) испарение части жидкости за счет высвобождаемой теплоты перегрева. Такое явление получило название самоиспарение. Доля испарившейся жидкости e зависит, естественно, от величины перегрева. Которая определяется начальной температурой раствора и разностью давлений.
Оценим долю пара e, образующегося при самоиспарении. Определим ее для случая чистой жидкости (без растворенного в ней вещества). Пусть 1 кг жидкости (теплоемкостью ) при температуре подан в аппарат с пониженным давлением, при котором эта жидкость кипит при температуре за счет теплоты перегрева часть жидкости (e) превратится в пар, а оставшаяся часть (1-e) будет иметь температуру .
Доля испарившейся жидкости будет равна
(5)
где - теплоемкость кипящей жидкости при температуре ;
r- теплота парообразования жидкости при температуре .
Если теплоемкость мало изменяется с температурой (часто встречающийся случай), то долю испаряемой жидкости находят по упрощенной формуле:
(6)
Для определения доли испаряющегося растворителя в случае растворов возьмем при температуре 1 кг раствора с концентрацией твердого вещества в нем и теплоемкостью , определяемой по формуле (2), и направим этот раствор в аппарат с пониженным давлением, при котором раствор данной концентрации кипит при температуре , меньше . За счет теплоты перегрева испарится eкг растворителя, в результате концентрации раствора увеличится до значения а.
При этом, соответственно, повысится и температура кипения раствора. Долю испарившейся жидкости здесь следует рассчитывать по формуле (5), так как теплоемкость исходного и конечного с растворов существенно изменяются при изменении концентраций - в ходе самоиспарения от до a.
Концентрация а зависит от доли самоиспарения e , а температура кипения t- от а (причем по своему для раствора каждого вещества). Поэтому расчет по формуле (5) может быть выполнен только методом последовательных приближений: задаваясь, например, долей от числа e , рассчитывая затем концентрацию а, теплоемкость с и проверяя е по формуле (5).
При расчете выпарного аппарата частичное самоиспарение раствора учитывается в составлении его теплового баланса. Самоиспарение части жидкости за счет ее внутренней энергии уменьшает потребность в количестве тепла, подводимого от греющей среды. Для аппаратов непрерывного действия теплота самоиспарения раствора определяется по формуле:
(7)
2. Расчет многокорпусной выпарной установки
2.1 Схема работы выпарного аппарата
Независимо от конкретной конструкции и режима работы выпарного аппарата представим его условно схемой:
Рис. 1 Типовая схема выпарного аппарата и основные потоки:
1- Выпарной аппарат, 2 - конденсатоотводчик, I-V - обозначение потоков.
Пометим крестом греющую камеру, в межтрубное пространство которой подводится насыщенный греющий пар в количестве при температуреТ(здесь и далее в ) и с энтальпией h. После конденсации пара образующийся конденсат (при использовании водяного пара - вода) отводится в том же количестве из нижней части этого пространства (теплоемкость конденсата при той же температуре конденсации Т. Исходный раствор с концентрацией при температуре в количестве поступает в трубное пространство выпарного аппарата. После удаления из раствора части растворителя W в виде вторичного пара (его температура , энтальпия i) получаютупаренный раствор в количествепри температуре кипения , соответствующей концентрации упаренного раствора. При выполнении тепловых расчетов выпарного аппарата необходимо также располагать теплоемкостями и исходного и упаренного растворов.
Специально подчеркнем, что характерной особенностью большинства конструкций выпарных аппаратов является интенсивное (практически - идеальное) перемешивание кипящего раствора и, следовательно, практически полное выпаривание его свойств (температуры кипения, концентрации, теплоемкости) по всему объему. Именно поэтому параметры (a, c) уходящего упаренного раствора принимаются равными таковым в зоне кипения раствора в аппарате.
Возможна организация непрерывной работы аппарата, представленного на рисунке. При этом непрерывно подается кг/с исходного раствора и Dкг/с греющего пара и непрерывно отводятся потоки W кг/с вторичного пара и кг/с -упаренного раствора.
Материальные баланса для непрерывного процесса:
- по общему потоку рабочего раствора
(8)
- по растворенному веществу
(9)
где в самом общем случае - концентрация вещества во вторичном паре.
Так как при выпаривании твердое вещество в подавляющем большинстве случаев практически нелетучее, то вторичный пар, очищаемый в брызгоулавливающих устройствах от капель жидкости, представляет собой пары чистого растворителя, т.е.
Совместное решение (8) и (9) дает для вторичного пара на основе производительности по исходному раствору (исключается )
(10)
а по упаренному раствору ( исключается )
(11)
Таким образом, при принятом способе выражения концентрации вещества в растворе количество удаляемого растворителя зависит не от разности концентраций (), а от их отношения.
2.2 Последовательность расчета установки
Рассчитать трехкорпусную выпарную установку с естественной циркуляцией раствора для концентрации водного раствора сернокислого натрия с начальной концентрацией .
Конечная концентрация раствора (массовая).
Раствор поступает на выпарку подогретым до температуры кипения в выпарном аппарате.
Давление греющего водяного пара .
Давление в третьем корпусе и барометрическом конденсаторе
.
2.2.1 Расчет параметров
1) Количество воды, выпариваемой в трех корпусах установки:
2) Распределение нагрузки по корпусам. Сделаем это распределение на основании практических данных, приняв следующее соотношение массовых количеств выпариваемой воды по корпусам:
Тогда получаем количество выпариваемой воды:
3) Расчет концентрации по корпусам. Начальная концентрация раствора .
Из 1 корпуса во 2 переходит раствора:
Концентрация раствора, конечная для корпуса 1 и начальная для корпуса 2, будет равна:
Из 2 корпуса в 3 переходит раствора:
с концентрацией:
Из 3 корпуса выходит раствора:
с концентрацией:
что соответствует заданию.
4) Распределение перепада давлений по корпусам. Давление в барометрическом конденсаторе составляет:
Разность между давлением греющего пара (в 1 корпусе) и давлением пара в барометрическом конденсаторе:
Предварительно распределим этот перепад давления между корпусами поровну, т.е. на каждый корпус примем:
Тогда абсолютные давления по корпусам будут:
3 -
2 -
Давление греющего пара:
По таблицам свойств воды и водяного пара находим температуры насыщенных паров воды и удельные теплоты парообразования для принятых давлений в корпусах.
Таблица 1.1
№ корпуса |
Давление, МПа |
Температура насыщенного пара, |
Удельная теплота парообразования, кДж/кг |
|
1 |
0,37 |
140,84 |
2142 |
|
2 |
0,19 |
118,62 |
2206 |
|
3 |
0,01 |
45,84 |
2392 |
|
Греющий пар |
0,55 |
155,5 |
2097,5 |
Эти температуры и будут температурами вторичных паров по корпусам.
5)Температурные потери по корпусам.
а) От физико-химической температурной депрессии.
По таблице прил. 6 метод. пособия а также : http://tehtab.ru/Guide/GuidePhysics/GuidePhysicsHeatAndTemperature/GuidePhysicsHeatAndTemperatureTemperature/BoilingTemperatures/BoilingTemperaturesCommonChemicals/ находим температуры кипения растворов при атмосферном давлении.
Таблица 1.2
№ корпуса |
Концентрация , % |
Температура кипения, |
Депрессия |
|
1 |
14,25 |
100,94 |
0,94 |
|
2 |
17,94 |
101,2 |
1,2 |
|
3 |
25 |
102,1 |
2,1 |
(Температура кипения чистого растворителя -воды при атмосферном давлении равна 100С)
Для упрощения расчета пренебрегаем зависимостью температурной депрессии от давления в корпусах.
Следовательно, по трем корпусам:
б) От гидростатического эффекта.
Принимаем гидростатический напор от верхнего уровня жидкости в аппарате до середины омываемой жидкостью поверхности нагрева () равным 0,4 м столба жидкого раствора.
Находим по прил.7 метод. пособия плотности растворов .
Таблица 1.3
№ корпуса |
Концентрация . |
Плотность |
|
1 |
14,25 |
1134,5 |
|
2 |
17,94 |
1171,4 |
|
3 |
25 |
1243 |
Следовательно, повышение гидростатического давления в 1 корпусе составляет:
т.е. давление в среднем слое:
Температура кипения воды при давлении равняется 140,84, при она равна Тогда:
Во втором корпусе:
В третьем корпусе:
По трем корпусам сумма температурных потерь от гидростатического эффекта составит:
в) От гидростатических сопротивлений.
Потерю разности температур на каждом интервале между корпусами принимаем в 1. Интервалов три (1-2; 2-3; 3-конденсатор), следовательно:
Сумма всех температурных потерь для установки в целом:
6) Полезная разность температур.
Располагаемая разность температур в установке составит:
следовательно, полезная разность температур:
7) Температуры кипения растворов в корпусах.
Воспользуемся уравнением и получим:
8) Расчет коэффициентов теплопередачи по корпусам. Для расчета коэффициентов теплопередачи выбираем высоту труб Н=4 м с толщиной стенок Трубы изготовлены из стали с коэффициентом теплопроводности термическое сопротивление загрязнений стенок трубы .
По найденным температурам кипения и концентрациям в корпусах подбираем в справочниках расчетные константы - физические характеристики растворов.
По этим данным рассчитываем коэффициенты теплоотдачи для конденсирующегося пара и кипящего раствора, затем коэффициенты теплопередачи.
2.2.2 Расчет коэффициента теплопередачи для 1 корпуса выпарной установки
Средняя разность температур для 1 корпуса составляет:
Далее рассчитывается коэффициент теплоотдачи для конденсирующегося пара. Физико-химические свойства конденсата берутся по таблице физических свойств воды (на линии насыщения) при :
Коэффициент теплоотдачи для пара находим по формуле конденсации пара на вертикальных поверхностях (индексом «к» обозначены свойства конденсата пара при температуре насыщения):
Для 14,25 % раствора. при 143,2С:
(принимая изменение свойств с температурой, как у воды).
Коэффициент теплоотдачи для кипящего раствора определяем по формуле:
Здесь значение коэффициентов определено по формуле:
при
где:
Сумма термических сопротивлений стенки и загрязнений составит:
.
Коэффициент теплопередачи:
Удельная тепловая нагрузка:
Откуда:
Находим по Excel:
Это уравнение решаем графически, задаваясь значениями , - левая часть уравнения.
При находим .
Коэффициент теплопередачи:
2.2.3 Расчет коэффициента теплопередачи для 2 корпуса выпарной установки
Средняя разность температур для 2 корпуса составляет:
Физико-химические свойства конденсата берутся по таблице физических свойств воды (на линии насыщения) при :
Коэффициент теплоотдачи для пара:
Для 23.5 % раствора
(принимая изменение свойств с температурой, как у воды).
Коэффициент теплоотдачи для кипящего раствора:
Здесь значение коэффициентов определено по формуле:
Где:
Сумма термических сопротивлений стенки и загрязнений составит:
.
Коэффициент теплопередачи:
Удельная тепловая нагрузка:
Откуда:
Находим по Excel:
Это уравнение решаем графически, задаваясь значениями , - левая часть уравнения. При находим . Коэффициент теплопередачи:
2.2.4 Расчет коэффициента теплопередачи для 3 корпуса выпарной установки
Средняя разность температур для 3 корпуса составляет:
Физико-химические свойства конденсата берутся по таблице физических свойств воды (на линии насыщения) при :
Коэффициент теплоотдачи для пара:
Для 34,84 % раствора :
(принимая изменение свойств с температурой, как у воды).
Коэффициент теплоотдачи для кипящего раствора:
Здесь значение коэффициентов определено по формуле:
где:
Сумма термических сопротивлений стенки и загрязнений составит:
.
Коэффициент теплопередачи:
Удельная тепловая нагрузка:
Откуда:
Находим по Excel:
Это уравнение решаем графически, задаваясь значениями , - левая часть уравнения. При находим .
Коэффициент теплопередачи:
9). Составление тепловых балансов по корпусам (без учета тепловых потерь).
По условию раствор подается на выпарку подогретым до температуры кипения в первом корпусе.
Тогда расход тепла в 1 корпусе составит:
Раствор проходит во второй корпус перегретым, следовательно, с учетом дополнительной теплоты самоиспарения расход тепла во 2 корпусе:
Теплоемкость раствора находится по формуле:
Количество тепла, которое даст вторичный пар 1 корпуса при конденсации, составляет
.
Расход тепла в третьем корпусе:
Вторичный пар 2 корпуса дает тепла при конденсации (приход тепла в 3 корпусе):
Расход греющего пара в 1 корпусе:
Удельный расход пара:
10) Распределение полезной разности температур по корпусам.
Выпаривание при одинаковых поверхностях нагрева всех корпусов. Распределение полезной разности температур по корпусам сделаем из условий равной площади поверхности теплообмена:
Запишем уравнение теплопередачи для каждого корпуса:
Сложим почленно эти уравнения:
откуда следует:
Здесь справедливо также:
Определим распределение полезной разности температур с учетом полученной площади поверхности:
Видно, что распределение полезной разности температур по корпусам, полученное из условия равных площадей, значительно отличается от первоначального распределения, полученного из условия одинакового падения давления между соседними корпусами.
В этом случае необходимо выполнить второе приближение, в котором уточняются давления в каждом корпусе с учетом найденного распределения полезной разности температур:
Как видим, при новом распределении полезной разности температур полученное значение мало отличается от заданного.
11) Сопоставление суммарной площади поверхности теплообмена при двух режимах.
Суммарная площадь поверхности нагрева в выпарной установке, найденная из условия однотипности оборудования при равной площади поверхности нагрева в аппаратах:
Сравним это значение с площадью, полученной в расчете, выполненном по условию равного падения давления в корпусах:
=
Сравнение полученных значений между собой показывает, что выбор режима работы выпарной установки существенно влияет на ее массогабаритные характеристики.
3. Выбор размеров греющей камеры
Для выпаривания маловязких () некристаллизующихся и неагрессивных растворов применяют выпарные аппараты типа ВВ с внутренней греющей камерой и центральной циркуляционной трубой.
В этом аппарате возникает устойчивая циркуляция раствора со скоростью до 0,5 м/с, что обеспечивает высокий коэффициент теплопередачи.
В зависимости от соответствующей площади поверхности нагрева выбираются подходящий диаметр центральной циркуляционной трубы и корпуса камеры, а также количество и длина греющих трубок.
Номинальная площадь поверхности нагрева F, |
наружный диаметр греющих труб |
|||||
Наружный диаметр корпуса |
Диаметр циркуляционной трубы |
Длина трубок l, мм |
Количество трубок |
полная площадь поверхности нагрева F, |
||
100 |
1000 |
351 |
3500 |
260 |
95 |
4. Выбор размеров сепарационного пространства
При номинальной работе выпарного аппарата отводимый вторичный пар не должен содержать капель упариваемого раствора по ряду причин. Прежде всего, унос капель вторичным паром приводит к безвозвратным потерям самого раствора.
Капли агрессивных жидкостей вызывают коррозию аппаратуры, к которой ведут паропроводы. Кроме того, капли загрязняют вторичный пар, затрудняя использование его конденсата для питания паровых котлов. Наконец, капли в паре являются причиной инкрустации обогреваемых им поверхностей. Отделение вторичного пара от капель жидкости выпарном аппарате происходит в надрастворном (сепарационном ) пространстве. В настоящее время его объем принято определять по максимально допустимому объемному напряжению парового пространства , зависящему прежде всего от давления в аппарате.
Величина представляет собой предельно допустимый удельный (приходящийся на 1 сепарационного пространства) расход вторичного пара (), при котором гарантировано достаточно полное отделение капель (их осаждение) в сепарационном пространстве. При большем расходе вторичного пара наблюдается повышенный унос капель из-за роста скорости пара в этом пространстве.
1). Объем сепарационного пространства равен:
При этом диаметр сепарационного пространства (или сепаратора - если он расположен отдельно от греющей камеры) находят из формулы объема цилиндра:
Отметим, что диаметр сепарационного пространства может превышать размер греющей камеры.
Высоту сепарационного пространства принимают в зависимости от свойств раствора: для растворов с высокой вязкостью и низким поверхностным натяжением, склонных к образованию пены при кипении , а для невспенивающихся не менее 2,4 м.
5. Расчет барометрического конденсатора
Для нормальной работы барометрического конденсатора смешения необходимо определить требуемые его характеристики:
-расход охлаждающей воды;
-объемный расход отсасываемой парогазовой смеси;
-диаметр и высота барометрической трубы.
6. Расход охлаждающей воды
Расход охлаждающей воды на конденсацию Wвторичного пара с энтальпией i определяем из уравнения теплового баланса:
где - теплота, выделяемая в результате конденсации пара и последующего переохлаждения конденсата, - теплота, воспринимаемая охлаждающей водой.
Последние находят из теплового баланса:
(2.1)
(2.2)
Здесь - температура охлаждающей воды перед конденсатором (подземной); - она же на выходе из конденсатора; - средняя удельная теплоемкость воды в интервале от до .
Из (2.1) и (2.2) получаем:
7. Расчет объемного расхода отводимой парогазовой смеси
Объемный расход парогазовой смеси, отсасываемой вакуум-насосом, находится из уравнения состояния идеального газа, записанного для сухой газовой (воздушной) части при парциальном давлении газа :
где - универсальная газовая постоянная; - молярная масса сухого воздуха; - температура отсасываемой смеси (в Кельвинах, причем, всегда .
Температура определяется по эмпирическим рекомендациям и формулам, например:
Массовый поток отсасываемых сухих неконденсирующихся газов составляет:
Парциальное давление газа находят как разность между абсолютным (остаточным) давлением в конденсаторе и давлением насыщенного водяного пара при температуре , т.е.
8. Расчет мощности вакуум-насоса
Расчетная мощность вакуум-насоса определяется энергетическими затратами на сжатие парогазовой смеси от давления в конденсаторе до давления газа чуть больше атмосферного (это небольшое превышение связано с гидравлическими потерями при движении сжатой парогазовой смеси от вакуум-насоса к месту ее выброса в окружающую среду).
Теоретическая работа сжатия идеальных газов в адиабатном процессе равна:
где = 98100 - местное атмосферное давление (без учета гидравлического сопротивления в наклонном трубопроводе после вакуум-насоса); в рассматриваемых диапазонах показатель адиабаты для воздуха .
Теоретическая мощность насоса:
С учетом механического КПД насоса , представляющего потери на трение в подвижных элементах насоса, получаем выражение для требуемой мощности на валу насоса:
где значение механического КПД находится в пределах 0,85-0,95.
9. Расчет барометрической трубы
Для нормальной работы конденсатора смешения требуется непрерывно отводить смесь отработанной воды и образующегося конденсата. Практически выгодно отводить жидкость из конденсатора с помощью барометрической трубы. выпаривание трехкорпусный сепарационный
Диаметр барометрической трубы определяем из уравнения расхода жидкости в ней:
С учетом возможных колебаний барометрического давления (расчет ведется по среднему барометрическому давлению Bв географической точке работы выпарной установки), высоту трубы принимают с запасом:
10. Расчет тепловой изоляции выпарного аппарата
Толщина тепловой изоляции :
Температура окружающей среды (воздуха) .
Температура изоляции со стороны окружающего воздуха для аппаратов, работающих в закрытом помещении, выбирается в интервале .
Коэффициент теплопроводности - шпур асбестовая.
Коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляции в окружающую среду может быть определен по приближенной формуле:
Список используемой литературы
1. Таиров Э. А. Тепломассообменное оборудование предприятий. Расчет трехкорпусной выпарной установки: Учебное пособие по курсовому проекту. - Иркутск: ФГОУ ВПО ИрГСХА, 2009. - 92с.
2. Александров А.А., Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. М.: Издательство МЭИ, 1999. 168 с.
3. Павлов К.Д., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л., Химия, 1969. 624 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Проект вакуум-установки для выпаривания раствора NaNO3. Тепловой расчет выпарного аппарата с естественной циркуляцией, вынесенной греющей камерой и кипением в трубах. Выбор подогревателя исходного раствора, холодильника, барометрического конденсатора.
курсовая работа [375,9 K], добавлен 25.12.2013Процесс выпаривания водных растворов. Многокорпусные выпарные установки. Расчет схемы трехкорпусной выпарной установки. Вспомогательные установки выпарного аппарата. Концентрации растворов, удельные показатели использования вторичных энергоресурсов.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 01.08.2011Основные способы выпаривания. Назначение и классификация выпарных аппаратов. Технологическая схема выпарного аппарата. Расчет сепарационного пространства, толщины тепловой изоляции, барометрического конденсатора. Подбор опор аппарата, вакуум-насоса.
курсовая работа [871,3 K], добавлен 14.06.2015Признаки классификации выпарных аппаратов. Уравнения материального баланса простого выпаривания. Технологическая схема, преимущества и недостатки прямоточной и противоточной многокорпусных выпарных установок. Расчёт выпарного аппарата по корпусам.
курсовая работа [712,8 K], добавлен 27.11.2013Установки для выпаривания экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК). Расчет выпарного аппарата, тарельчатого абсорбера и барометрического конденсатора. Физико-химические особенности поглощения фтористых газов. Установки для абсорбции фтористых газов.
дипломная работа [2,8 M], добавлен 21.10.2013Приведение принципиальной схемы двухкорпусной выпарной установки. Расчет диаметров трубопроводов и штуцеров, толщины теплоизоляционных покрытий, теплообменника исходной смеси для конструирования выпарного аппарата. Выбор вспомогательного оборудования.
курсовая работа [366,2 K], добавлен 09.05.2011Основы теории и сущность процессов выпаривания. Особенности процессов многократного выпаривания и применение термокомпрессоров в выпарных установках. Технологическая схема производства сгущенного молока. Расчет двухкорпусной вакуум-выпарной установки.
курсовая работа [130,9 K], добавлен 24.12.2009Проектирование трехкорпусной выпарной установки непрерывного действия для производства концентрированного раствора KOH. Расчет материальных потоков, затрат тепла и энергии, размеров аппарата. Выбор вспомогательного оборудования, технологической схемы.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 11.04.2016Предварительное распределение выпариваемой воды по корпусам установки. Определение температурного режима работы установки. Уточненный расчет поверхности теплопередачи и выбор выпарных аппаратов. Расчет барометрического конденсатора, вакуум-насоса.
курсовая работа [615,9 K], добавлен 14.03.2012Технологическая схема выпарной установки. Выбор выпарных аппаратов и определение поверхности их теплопередачи. Расчёт концентраций выпариваемого раствора. Определение температур кипения и тепловых нагрузок. Распределение полезной разности температур.
курсовая работа [523,2 K], добавлен 27.12.2010Сущность и основные способы выпаривания, их преимущества и недостатки. Описание принципиальной и технологической схемы прямоточной трехкорпусной выпарной установки. Технологический расчёт выпарных аппаратов и выбор вспомогательного оборудования.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 22.10.2009Теоретические основы процесса выпаривания, устройство выпарных аппаратов. Области применения и выбор выпарных аппаратов. Современное аппаратурно-технологическое оформление процесса выпаривания. Расчет выпарной установки с естественной циркуляцией.
курсовая работа [849,1 K], добавлен 20.11.2009Представление принципиальной схемы вакуум-выпарной установки, ее технологические характеристики. Расчет вспомогательного оборудования, барометрического конденсатора, теплообменного аппарата, штуцеров. Проверка на прочность и устойчивость аппаратов.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 20.01.2011Материальный баланс выпарного аппарата. Определение температуры кипения раствора, расход греющего пара, коэффициентов теплопередачи и теплоотдачи. Конструктивный расчет, объем парового пространства. Расчет вспомогательного оборудования, вакуум-насоса.
курсовая работа [131,2 K], добавлен 03.01.2010Классификация и выбор многоступенчатой выпарной установки (МВУ). Выбор числа ступеней выпаривания. Определение полезного перепада температур по ступеням МВУ. Поверхность теплообмена выпарных аппаратов. Определение расхода пара на первую ступень МВУ.
курсовая работа [507,4 K], добавлен 27.02.2015Выбор конструкции кожухотрубного теплообменника выпарного аппарата и схемы движения в нем теплоносителя. Применение холодильных конденсаторов КТ для сжижения хладагента в аммиачных и углеводородных охлаждающих установках общепромышленного назначения.
курсовая работа [486,6 K], добавлен 07.01.2015- Проектирование однокорпусной вакуум-выпарной установки для выпаривания 5-процентного раствора Na2CO3
Характеристика механизма выпаривания – процесса концентрирования растворов твердых нелетучих веществ путем частичного испарения растворителя при кипении жидкости. Проектирование выпарной установки, работающей под вакуумом. Расчет подогревателя раствора.
курсовая работа [347,5 K], добавлен 20.08.2011 Способы производства экстракционной фосфорной кислоты. Установки для абсорбции фтористых газов. Конструктивный расчет барометрического конденсатора. Определение диаметра абсорбера. Автоматизация технологической схемы производства фосфорной кислоты.
дипломная работа [30,2 K], добавлен 06.11.2012Исследование процесса выпаривания дрожжевой суспензии. Расчет двухкорпусной прямоточной вакуум-выпарной установки с вынесенной зоной нагрева и испарения и принудительной циркуляцией раствора в выпарных аппаратах для концентрирования дрожжевой суспензии.
курсовая работа [183,9 K], добавлен 19.06.2010Рабочее флегмовое число, материальный баланс дихлорэтан-толуола. Расчет массовых расходов. Скорость пара, диаметр колонны. Кинетическая линия, коэффициент масоотдачи, высота сепарационного пространства. Выбор диаметров трубопроводов, расчет емкостей.
курсовая работа [890,9 K], добавлен 05.05.2014