Выпарная установка непрерывного действия
 Скачать 5.37 Mb.
|
|
3.4 Расчет и выбор насосов Для выбора насосов по каталогу необходимо рассчитать его объемную производительность и сопротивление сети, на которую работает насос. Объемная производительность равна: где - массовый расход раствора, перекачиваемый насосом, кг/с; - плотность этого раствора, кг/м3. Величины и для каждого рассчитываемого насоса имеют свое численное значение, которое определяю по месту расположения насоса на схеме установки. Рассчитываю насос на линии бак исходного раствора четвертый корпус.  ;Для расчета плотности раствора пользуюсь формулами из методического указания [1]. Так как концентрация , т.е.  расчет произвожу по формуле (17):В которой коэффициент  учитывает влияние температуры на плотность щелока, а концентрация подставляется в массовых %.;  Сопротивление сети (в метрах водяного столба), на которую работает насос, рассчитываю по формуле:  где - давление в аппарате, из которого насос перекачивает раствор, Па; - давление в аппарате, в который подается раствор, Па; - плотность воды, кг/м3; - геометрическая высота подъема жидкости, м; - гидравлические потери во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, в которые включены и гидравлические сопротивления теплообменника, установленного на линии нагнетания, м. Так как насос установлен на линии подачи исходного раствора в установку, то давление  , так как в баке исходного раствора, из которого подается раствор, атмосферное давление. При этом принимаю , ориентируясь на наиболее плохие условия работы насоса в период пуска установки в работу или при промывке труб аппарата, когда в аппарате так же атмосферное давление.Геометрическая высота подъема зависит от конструкции аппарата. Ее выбираю по чертежам в приложении учебного пособия [2] ориентируясь на то, чтобы при работе насоса трубы греющей камеры и вынесенная зона кипения при промывке аппарата были полностью заполнены жидкостью.  .Так как курсовым проектом не предусматривается составление технологической схемы размещения оборудования в здании, то нет возможности установить длины всасывающего и нагнетательного трубопроводов и виды местных сопротивлений в них, необходимые для расчета по формуле Дарси-Вейсбаха гидравлических сопротивлений в этих трубопроводах. Поэтому значения гидравлических сопротивлений всасывающего и нагнетательного трубопроводов примем ориентировочно, исходя из того, что гидравлическое сопротивление кожухотрубчатого теплообменника при движении раствора по трубам находится в пределах (3000 ÷ 5000) Па, а самих трубопроводов в сумме (25000 ÷ 35000) Па. Принимаю гидравлическое сопротивление кожухотрубчатого теплообменника при движении раствора по трубам 4000 Па, а трубопроводов 30000 Па, так как эти сопротивления являются ни чем иным как затратами давления на подъем жидкости, то суммируя эти гидравлические сопротивления получаю  . Тогда могу воспользоваться формулой из учебного пособия [4] немного преобразовав её:  , отсюда выражаю : Вследствие того, что уравнение для расчета сопротивления сети принимает следующий вид:  Тогда сопротивление сети будет равно:  По рассчитанным значениям объемной производительности и сопротивлению сети выбираю центробежный насос по учебному пособию [2] марки ОХ2-23Г, ниже привожу основные характеристики насоса:  ; ; номинальная поверхность теплопередачи 63м2, в трубах длинной 6,0м, диаметром 38 2 мм3.5 Расчет основных трубопроводов К основным относят трубопроводы для подачи в аппарат греющего пара и раствора и для отвода из аппарата сокового пара, упаренного раствора и конденсата. При расчете из уравнения массового расхода необходимо определить диаметры трубопроводов: где - массовый расход жидкости или пара, кг/с; - плотность жидкости или пара, кг/м3; - скорость жидкости или пара по трубопроводу, м/с. Расчет диаметров провожу для указанных трубопроводов, выбирая аппараты, в которых по раствору будут наибольшие массовые расходы, а по пару наименьшие значения плотности, то есть (так как схема 4-3-2-1) рассчитываю диаметры для входа раствора в аппарат и для выхода из него, для подачи греющего пара и для отвода сокового пара и конденсата – по четвертому корпусу. Массовые расходы раствора, конденсата и пара в формуле определяю для четвертого корпуса в соответствии со схемой установки. Плотность раствора рассчитываю по формулам методического указания [1] при концентрации и температуре в данном трубопроводе, значения которых также определяю в соответствии со схемой установки. Плотность пара нахожу по таблице свойств насыщенного водяного пара [3] при соответствующих температурах греющего и сокового пара четвертого корпуса методом линейной интерполяции. Плотность конденсата нахожу из таблицы физических свойств воды (на линии насыщения) [3] при температуре греющего пара четвертого корпуса, также методом линейной интерполяции. Значения скорости принимаю в соответствии с рекомендациями учебного пособия [3]. Расчет диаметра трубопровода для входа раствора. ; ; Принимаю (табл. 1.1) [4];  Расчет диаметра трубопровода для выхода раствора.  ;  ;   Принимаю (табл. 1.1) [3];  Расчет диаметра трубопровода для подачи греющего пара.  ; [3] при  ;Принимаю (табл. 1.1) [4];  Расчет диаметра трубопровода для отвода сокового пара.  ;[3] при  ;Принимаю (табл. 1.1) [3];  Расчет диаметра трубопровода для отвода конденсата. ;[3] при  ;Принимаю (табл. 1.1) [3];  4. Технико-экономические показатели работы установки Теоретическая экономичность выпарной установки: где - расход воды, выпаренной во всех корпусах установки, кг/с; - расход греющего пара в первом корпусе, кг/с. Действительная экономичность выпарной установки: где   - расход пара на нагрев раствора в подогревателях, кг/с;1,1 – коэффициент, учитывающий тепловые потери с поверхностей выпарных и теплообменных аппаратов в окружающую среду.   Средняя паропроизводительность выпарной установки: где - число корпусов в установке; - поверхность нагрева выпарного аппарата, выбранного по ГОСТу. Удельный расход пара в расчете на 1 кг испаряемой из раствора воды составит: Библиографический список Бушмелев В.А., Волков А.Д., Кокушкин О.А. Расчет выпарной установки: Методические указания к выполнению курсового проекта, Ч.1:СП ГТУ РП, Л. 1995. 28 с. Основные процессы и аппараты химическое технологии: Пособие по проектированию / Под ред. Ю.И. Дытнерского - М.: Химия, 1991. 496 с. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для ВУЗов. Изд. 10-е. Л.: Химия, 1987. 576 с. Волков А.Д., Григорьев Г.П. Физические свойства щелоков целлюлозного производства. 2-е изд. М.: Лесная промышленность, 1970. 120 с. Бушмелев В.А., Волков А.Д., Кокушкин О.А. Расчет выпарной установки: Методические указания к выполнению курсового проекта, Ч.2:СП ГТУ РП, Л. 1995. 24 с. Вакуумные насосы. Каталог – справочник М: цинтихимиефтемаш, 1970. 63 с. |