Трехкорпусная устанвока. Трехкорпусная выпарная установка для упаривания водных растворов. Введение Описание принципиальной схемы трехкорпусной выпарной установки

• Название: Введение Описание принципиальной схемы трехкорпусной выпарной установки
• Анкор: Трехкорпусная устанвока
• Дата: 27.05.2020
• Размер: 0.87 Mb.
• Имя файла: Трехкорпусная выпарная установка для упаривания водных растворов.doc
• Тип: Реферат; #125961
• страница: 12 из 12

Наименование параметров	Корпус
	1	2	3
Теплопроводность раствора λ. Вт/м·К;	0,511	0,5011	0,5001
Плотность раствора ρn,кг/м3;	1025,6	1041,66	1127,8
Теплоемкость раствора C, Дж/кг·К;	3993	3894	3105
Вязкость раствора μ, Па·с;	0,816	0,706	0,604
Поверхностное натяжение σ, Н/м;	0,072	0,0723	0,0741
Теплота парообразования rв, Дж/кг	2108,2*103	2178,4*103	2358*103
Плотность пара ρ0, кг/м3	2,81	1,516	0,1283

Таблица 6 - Физические свойства кипящих растворов NaNO₃ и их паров

Найдем коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящему раствору:

Проверим правильность первого приближения:

Для второго приближения задаёмся Δt₁ = 3 ºС. Тогда

Для расчётов в третьем приближении строим графическую зависимость q от Δt.



Рисунок 4- Зависимость удельной нагрузки q от разности температур ∆t₁.

Определяем Δt₁ = 1,84 ºС.

Расхождение между тепловыми нагрузками не превышает 3%, расчёт коэффициентов на этом заканчиваем.

Коэффициент теплопередачи в первом корпусе:

В других корпусах:

3.1.9 Распределение полезной разности температур по корпусам

Полезные разности температур в корпусах находим при условии равенства поверхностей нагрева корпусов по уравнению:

Таблица 8 - Различия между полезными разностями температур.

Полезные разности температур	1 корпус	2 корпус	3 корпус
В первом приближении, ºС	28,67	30,05	34,75
Во втором приближении, ºС	29,37	28,93	35,9
Расхождение, %	2,4	3,87	3,3

Поверхность теплопередачи выпарных аппаратов рассчитываем по уравнению:

3.2 Выбор основного аппарата

По ГОСТ 11987-81 [8. стр 183 приложение 4.2] выбираем выпарной аппарат со следующими характеристиками:

Номинальная поверхность теплообмена F_н м² 125

Диаметр труб d мм 38х2

Высота труб Н мм 4000

Диаметр греющей камеры d_к мм 1000

Диаметр сепаратора d_с мм 2200

Диаметр циркуляционной трубы d_ц мм 700

Общая высота аппарата Н_а мм 13500

Масса аппарата m кг 11500

4 Расчёт и выбор вспомогательного оборудования

4.1 Расчёт изоляции

Толщину тепловой изоляции для первого корпуса определяем по уравнениям:

(15)

где: α_в — коэффициент теплопередачи от внешней поверхности изоляции в окружающую среду, Вт/м·К.

t_ст2 — температура изоляции со стороны окружающей среды, ºС;

t_ст1 — температура изоляции со стороны аппарата, ºС;

t_в — температура окружающей среды (воздуха), ºС;

λ_из — Коэффициент теплопроводности изоляционного материала, Вт/м·К.

В качестве материала для тепловой изоляции выбираем совелит, имеющий коэффициент теплопроводности λ_из = 0,098 Вт/м·К.

Тогда толщина тепловой изоляции:

Принимаем толщину изоляции 0,055м и для других корпусов.

4.2 Расчёт барометрического конденсатора

Расход охлаждающей воды определяем по формуле:

, (16)

где I_бк — энтальпия паров, поступающих в барометрический конденсатор, Дж/кг;

W_к— расход вторичных паров, поступающих из последнего корпуса, кг/с;

t_н — начальная температура воды, ºС;

t_к — конечная температура воды, ºС;

С_в — теплоёмкость воды, Дж/кгК.

Диаметр барометрического конденсатора рассчитываем по формуле:

, (17)

где ρ_п — плотность паров, кг/м³;

ν — скорость паров, принимаем ν = 15 м/с.

По нормалям [9. стр101, приложение 5] подбираем барометрический конденсатор с сегментными полками внутренним диаметром Д_бк =1200 мм, и внутренним диаметром барометрической трубы d_бт = 250 мм.

Скорость воды в барометрической трубе определяем из соотношения:

Высоту барометрической трубы определяем по уравнению:

, (18)

где В — вакуум в барометрическом конденсаторе ;

Σξ — сумма коэффициентов местных сопротивлений;

λ — Коэффициент трения в барометрической трубе;

ν_в — скорость воды, м/с;

d_бт — диаметр барометрической трубы, м;

В = 0,8 · 9,81·10⁴ = 7,85·10⁴ Па;

Σξ = ξ_вх + ξ_вых = 0,5 + 1 = 1,5;

Для определения коэффициента трения находим критерий Рейнольдса:

При Re = 209050 коэффициент трения для шероховатых труб λ = 0,026 [3. Стр22. Рис 1.5.]

4.3 Расчёт вакуум-насоса

Количество воздуха отсасываемого из конденсатора рассчитываем по формуле:

(19)

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

Объёмная производительность вакуум-насоса определяется по формуле:

,(20)

где R — Универсальная газовая постоянная, Дж/кмольК;

М_возд - молекулярная масса воздуха, кг/кмоль;

t_{возд -} температура воздуха, ºС;

Р_{возд -} парциальное давление сухого воздуха в барометрическом конденсаторе, Па.

По каталогу [11. стр.33. Приложение В] выбираем вакуум-насос типа ВВН-12 мощностью на валу 20 кВт, производительностью 12 м³/мин, остаточным давлением 23 мм.рт.ст.

Список литературы

1 Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. — М.: Химия, 1972. –496с.

2 Чернобыльский И.И. Выпарные установки.- Киев: Издательство «Вища школа», 1970.-240с.

3 Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. — Ленинград: Химия, 1987. –576с.

4 Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ под ред. Ю.И.Дытнерского.—М.: Химия, 1983. —272с.

5 Чечель П.С. Процессы и аппараты химической технологии. – Киев: Издательство «Вища школа», 1974.-192с.

6 Справочник химика. М.—Л., Химия, т. III, 1962, 1006с.

7 Викторов М.М. Методы вычисления физико-химических величин и прикладные расчёты. — Ленинград: Химия, 1977. –360с.

8 Выпарные аппараты вертикальные трубчатые общего назначения. Каталог.-М.:ЦИНТИхимнефтемаш, 1985.-21с.

9 ОСТ26716-73. Барометрические конденсаторы.

10 Вакуумные насосы. Каталог.-М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1970.-63 с.

11 Методические указания к выполнению курсовой работы на тему «Расчёт трёхкорпусной выпарной установки» для студентов дневной и заочной формы обучения специальностей 7.091601; 7.091602; 7.091612 / Сост.: А.А. Ильиных. — Северодонецк: СТИ, 2003. – 34с.