Расчёт трехкорпусной выпарной установки
Заказать уникальную курсовую работу- 2323 страницы
- 6 + 6 источников
- Добавлена 15.12.2010
- Содержание
- Часть работы
- Список литературы
- Вопросы/Ответы
Введение 3
1. Современное состояние процесса выпаривания 4
2.Разработка аппаратурно-технологической схемы установки. 8
2.1.Описание установки. 8
2.2. Принцип действия установки. 9
3. Расчетная часть. 10
3.1. Определение поверхности теплопередачи. 10
3.2. Расчет тепловой изоляции. 20
3.3. Расчет барометрического конденсатора. 20
3.4. Расчет производительности вакуум-насоса. 21
Выводы 22
Приложение. Чертеж общего вида аппарата.
Список литературы 23
Коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящему раствору для пузырькового кипения в вертикальных кипятильных трубках при условии естественной циркуляции раствора равен
Вт/(м2·К).
Проверим правильность приближения по равенству удельных тепловых нагрузок:
Вт/м2;
Вт/м2
Как видим
Находим К1:
Вт/(м2·К).
Рассчитаем коэффициент теплопередачи для второго корпуса К2.
Примем =0,9 град.
Вт/(м2·К).
Получим
град.
град.
Вт/м2;
Вт/м2
Как видим
Вт/(м2·К).
Рассчитаем коэффициент теплопередачи для третьего корпуса К3:
Примем =3,7 град.
Вт/(м2·К).
Получим
град.
град.
Вт/м2;
Вт/м2
Вт/(м2·К).
1.7. Распределение полезной разности температур
Полезные разности температур в корпусах установки находим из условия равенства их поверхностей теплопередачи
Полезные разности температур:
оС
оС
оС
Полезные разности температур, рассчитанные из условия равного перепада давления в корпусах и найденные в первом приближении из условия равенства поверхностей теплопередачи в корпусах, существенно различаются. Поэтому заново перераспределяем температуры между корпусами установки.
1.8 Уточненный расчет поверхности теплопередачи
Параметры Корпус 1 2 3 Производительность по испаряемой воде, , кг/с 0,393 0,41 0,427 Концентрация растворов x, % 6,8 10,9 30 Температура греющего пара в 1-м корпусе, tГ1, оС 113,24 Полезная разность температур , град 11,17 16,74 10,03 Температура кипения раствора, оС 102,07 82,45 68,67 Температура вторичного пара tвп, оС 100,19 79,7 54,56 Давление вторичного пара Рвп, МПа 0,103 0,0474 0,0157 Температура греющих паров , оС 99,19 78,7
Тепловые нагрузки:
кВт
кВт
кВт
Расчет коэффициентов теплопередачи, выполненный описанным выше методом, приводит к следующим результатам: К1=1720 Вт/(м2·К), К2=1144,5 Вт/(м2·К), К3=2203,6 Вт/(м2·К).
Распределение полезной разности температур:
Полезные разности температур:
оС
оС
оС
Поверхности теплопередачи:
м2
м2
м2
м2
Различия между полезными разностями температур по корпусам в 1-м и 2-м приближениях не превышают 5%.
1.9. По ГОСТ 11987-81 выбираем выпарной аппарат со следующими характеристиками:
Номинальная поверхность теплообмена Fн 40 м2
Диаметр труб d 38x2
Высота труб H 4000 мм
Диаметр греющей камеры dк не менее 600 мм
Диаметр сепаратора dc не более 1200 мм
Диаметр циркуляционной трубы dц 400 мм
Общая высота аппарата На 12 500 мм не более
Масса аппарата Ма 4700 кг не более
3.2. Определение толщины тепловой изоляции
Температура изоляции со стороны окружающей среды для аппаратов, работающих в закрытом помещении выбирается в интервале 3545 оС.
tст2=40 оС
Коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляционного материала в окружающую среду
Вт/(м2·К).
Температура изоляции со стороны аппарата равна температуре греющего пара
tст1= tг1=113,24 оС
Температура окружающей среды
tв2=20 оС
Выбираем в качестве материала для тепловой изоляции совелит.
Коэффициент теплопроводности изоляционного материала Вт/(м К)
Толщина тепловой изоляции для 1-го корпуса
м 28,36 мм
Принимаем толщину тепловой изоляции для всех корпусов 28 мм.
3.3. Расчет барометрического конденсатора
3.3.1. Определение расхода воды на выходе из конденсатора
Температура воды на выходе из конденсатора
оС
tн=20 оС
Теплоемкость воды cв=4,19 кДж/кг
Расход охлаждающей воды:
кг/с
3.3.2. Расчет диаметра барометрического конденсатора
Скорость паров воды υ=15 м/с
Плотность паров воды
кг/м3
Диаметр барометрического конденсатора
м
Стандартный диаметр барометрического конденсатора 0,6 м.
3.3.3. Расчет высоты барометрического конденсатора
Диаметр барометрической трубы dбт=0,15 м.
Скорость воды в барометрической трубе
м/с
Вакуум в барометрическом конденсаторе
Па
Коэффициенты местных сопротивлений на входе и на выходе из трубы
Сумма коэффициентов местных сопротивлений
Критерий Рейнольдса
Коэффициент трения для гидравлически гладких труб
Высота барометрической трубы
м
3.4. Расчет производительности вакуум-насоса
Производительность вакуум-насоса
кг/с
Температура воздуха
оС
Давление сухого насыщенного пара
Рп= 3757,54 Па
Давление воздуха
Рвозд=Рбк-Рп=14700-3757,54=10942,46 Па
Объемная производительность выкуум-насоса
м3/с
Подбираем вакуум-насос типа ВВН-0,75 с мощностью на валу N=6,5 кВт (2)
Заключение
В процессе выполнения курсового проекта на тему: «Расчет трехкорпусной выпарной установки» был произведен расчет материального и теплового баланса, конструктивный расчет, в результате которого был подобран аппарат с площадью теплообмена 40 м2, с выносной греющей камерой. Для этого аппарата было рассчитано и подобрано вспомогательное оборудование: барометрический конденсатор и вакуум- насос мощностью 6,5 кВт.
Список литературы
1 Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. — Ленинград: Химия, 1987. –576с.
2. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ под ред. Ю.И. Дытнерского.—М.: Химия, 1983. —272с.
3. Справочник химика. М.—Л., Химия, т. III, 1962, 1006с.
4. Воробьева Г.Я. Коррозионная стойкость материалов в агрессивных средах химических производств. Изд. 2-е. М.: Химия, 1975. 816 с.
5. Викторов М.М. Методы вычисления физико-химических величин и прикладные расчеты. Л. : Химия, 1977. 360 с.
6. Чернышов А.К., Поплавский К.Л., Заичко Н.Д. Сборник номограмм для химико-технологических расчетов. Л.: Химия 1974. 200 с.
Листов
Лит.
Утверд.
Н. Контр.
Реценз.
Провер.
Разраб.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
2
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Арк.
Змн.
4
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Арк.
Змн.
11
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Арк.
Змн.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Арк.
Змн.
16
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Арк.
Змн.
15
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Арк.
Змн.
14
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Арк.
Змн.
19
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Арк.
Змн.
12
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Арк.
Змн.
13
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Арк.
Змн.
22
Лист
Дата
23
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Арк.
Змн.
21
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Арк.
Змн.
20
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Арк.
Змн.
18
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Арк.
Змн.
17
Подпись
№ докум.
Арк.
Змн.
5
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Арк.
Змн.
6
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Арк.
Змн.
3
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Арк.
Змн.
9
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Арк.
Змн.
7
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Арк.
Змн.
3
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Арк.
Змн.
8
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Арк.
Змн.
10
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Арк.
Змн.
1 Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. — Ленинград: Химия, 1987. –576с.
2. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ под ред. Ю.И. Дытнерского.—М.: Химия, 1983. —272с.
3. Справочник химика. М.—Л., Химия, т. III, 1962, 1006с.
4. Воробьева Г.Я. Коррозионная стойкость материалов в агрессивных средах химических производств. Изд. 2-е. М.: Химия, 1975. 816 с.
5. Викторов М.М. Методы вычисления физико-химических величин и прикладные расчеты. Л. : Химия, 1977. 360 с.
6. Чернышов А.К., Поплавский К.Л., Заичко Н.Д. Сборник номограмм для химико-технологических расчетов. Л.: Химия 1974. 200 с.
Вопрос-ответ:
Каково современное состояние процесса выпаривания?
Современное состояние процесса выпаривания включает различные технические и технологические усовершенствования. В настоящее время применяются трехкорпусные выпарные установки, которые обеспечивают более эффективное выпаривание и повышенную производительность. Также внедряются новые методы и технологии, которые способствуют улучшению качества и экономичности процесса выпаривания.
Как описать установку для выпаривания?
Установка для выпаривания состоит из трех корпусов, в которых происходит процесс испарения и конденсации раствора. Корпуса соединены трубопроводами, через которые осуществляется подача и слив раствора. В каждом корпусе находятся нагревательные элементы и теплообменники для обеспечения процессов теплопередачи. Также в установке установлены вакуумные насосы, которые поддерживают оптимальное давление для выпаривания.
Как работает установка для выпаривания?
Установка для выпаривания работает по принципу испарения и конденсации раствора. Раствор подается в первый корпус, где происходит его нагрев и испарение. Второй и третий корпусы служат для конденсации и извлечения конденсата. Вакуумные насосы помогают поддерживать низкое давление в установке, что способствует более эффективному выпариванию.
Какой метод используется для расчета поверхности теплопередачи?
Для расчета поверхности теплопередачи в установке используется метод Болдуин-Латимера. Этот метод позволяет определить площадь поверхности, необходимую для эффективного теплообмена между испаряемым раствором и нагревающими элементами. Расчет проводится с учетом теплофизических свойств раствора и параметров процесса выпаривания.
Как происходит расчет производительности вакуумного насоса?
Расчет производительности вакуумного насоса осуществляется на основе объема и скорости откачки газов из установки. Необходимо учесть объем установки, давление, необходимое для поддержания вакуума, а также свойства откачиваемых газов. Расчет позволяет определить необходимую производительность насоса для эффективной работы установки.
Каково современное состояние процесса выпаривания?
Современное состояние процесса выпаривания характеризуется использованием современных технологий и усовершенствованных установок, которые позволяют выпаривать вещества эффективно и безопасно.
Как описать установку для выпаривания?
Установка для выпаривания - трехкорпусная, состоящая из трех основных частей: пищеварительного аппарата, выпарного аппарата и конденсатора. Каждая часть выполняет свою функцию в процессе выпаривания.
Как работает установка для выпаривания?
Принцип действия установки для выпаривания основан на нагреве и испарении вещества в пищеварительном аппарате, затем пары попадают в выпарной аппарат, где происходит дальнейшее испарение и конденсация паров в конденсаторе. Таким образом, происходит разделение вещества на более концентрированный раствор и чистую воду.
Каким образом производится расчет производительности вакуум-насоса?
Расчет производительности вакуум-насоса производится на основе расчета подачи конденсаторного пылепроулочного газа и определения времени контакта молекул газа с поверхностью насоса. Это позволяет определить необходимую производительность вакуум-насоса для устранения пылевого загрязнения конденсатора.