- •Многокорпусная выпарная установка с равными поверхностями нагрева
- •Оглавление
- •Основные условные обозначения.
- •Индексы
- •1. Цель и задачи курсового проектирования
- •2. Проработка общих вопросов
- •2.1. Выбор места размещения установки
- •2.2. Теплофизические свойства раствора, водяного пара и его конденсата
- •2.3. Выбор типа выпарного аппарата
- •2.4. Конструкционный материал выпарных аппаратов
- •2.5. Технологическая схема выпарной установки
- •3. Расчет1подогревателя исходного раствора
- •3.1. Расчет тепловой нагрузки
- •3.2. Расход греющего пара в подогревателе
- •3.3. Расчет требуемой поверхности теплообмена подогревателя
- •4. Расчет выпарных аппаратов
- •4.1 Расчет поверхности теплообмена греющих камер выпарных аппаратов
- •Алгоритм расчета.
- •4.2. Размеры сепарационного пространства.
- •4.3. Тепловая изоляция аппарата
- •4.4. Диаметры штуцеров и трубопроводов для материальных потоков
- •4.5. Механический расчет элементов аппарата
- •5. Блок создания и поддержания вакуума
- •5.1. Расчет барометрического конденсатора смешения
- •5.2 Расчет и выбор вакуум-насоса.
- •6. Расчет и выбор вспомогательного оборудования
- •6.1 Перекачивающие насосы.
- •6.2 Конденсатоотводчики.
- •6.3 Емкости
- •7. Оформление кусового проекта
- •7.1 Расчетно-пояснительная записка
- •7.2 Графическая часть проекта.
- •7.3 Защита проекта.
- •Приложение 1. Теплофизические свойства растворов некоторых солей.
- •1.2. Плотность ()
- •1.3. Кинематическая вязкость ( )
- •1.4. Теплоемкость ()
- •1.5. Критерий прандтля
- •1.6. Коэффициент температуропроводности ()
- •Приложение 2 физические свойства воды и водяного пара на линии насыщения
- •2.1. Физические свойства воды на линии насыщения
- •2.2. Физические свойства водяного пара на линии насыщения
- •Приложение 3 пример расчета подогревателя
- •Приложение 4 уточненный выбор конструкции теплообменника и его размеров
- •Приложение 5 пример расчета двухкорпусной выпарной установки
- •Расчет температуры кипения t2 и температурной депрессии 2 для II корпуса
- •Расчет комплексов а1 и а2.
- •Расчет величин b01 и b02.
- •Пример расчета барометрического конденсатора смешения и вакуум-насоса
- •Рекомендуемая литература
5.2 Расчет и выбор вакуум-насоса.
Вакуум-насосы предназначены для отсасывания из конденсатора неконденсирующихся газов (в основном воздуха) и поддержания в нём заданного рабочего давления. Одновременно с газом отсасывается и водяной пар, находящийся над свободной поверхностью охлаждающей воды в верхнем сечении конденсатора. Таким образом, вакуум-насосы удаляют из конденсатора парогазовую смесь.
Масса неконденсирующегося газа (воздуха) Gг (кг/с) в отсасываемой парогазовой смеси определяется как сумма двух основных слагаемых. Первое отражает десорбцию газов (главным образом из охлаждающей воды). Обследование действующих конденсаторов смешения показало, что из каждой тонны смеси охлаждающей воды и конденсата десорбируется примерно 0,025кг неконденсирующихся газов (воздуха). Второе слагаемое – подсос воздуха в конденсатор смешения через неплотности – оценивается сугубо приближенно: принимают, что в расчёте на тонну получаемого вторичного пара подсасывается до 10 кг воздуха. Таким образом, массовый поток отсасываемых сухих неконденсирующихся газов составляет:
(32)
|
Объёмная производительность вакуум-насоса рассчитывается по формуле:
(33)
|
где температуру воздуха определяют по эмпирическому соотношению (27); Rун – универсальная газовая постоянная, Rун=8310 кДж/(кмол∙К); Mг – молярная масса воздуха.
Мощность, потребляемая вакуум-насосом при политропическом сжатии парогазовой смеси (часто в расчетах показатель политропы m принимают равным 1,2) от давления в конденсаторе pк до атмосферного pа с учетом к.п.д. вакуум насоса ηвн, может быть рассчитана по формуле:
(34)
|
По производительности, глубине создаваемого вакуума и потребляемой мощности подбирают [6] вакуум-насос.
6. Расчет и выбор вспомогательного оборудования
6.1 Перекачивающие насосы.
В выпарных установках для подачи исходного раствора в первый корпус и перекачивания упаренного раствора обычно используются центробежные насосы.
Насосы при подаче исходного раствора работают на противодавление и должны развивать напор, суммарно равный: гидравлическому сопротивлению трубопровода и теплообменника на пути от ёмкости с исходным раствором до входа в первый корпус, высоте подъёма раствора, избыточному давлению в первом корпусе и затрат на создание скоростного напора. Расчёт насосов производится после составления технологической схемы выпарной установки и изложен в [3,6]. При этом выбирают [17] два насоса с одинаковыми характеристиками, один из которых является резервным.
6.2 Конденсатоотводчики.
Конденсат греющего пара из корпусов выпарной установки и теплообменных аппаратов отводится через конденсатоотводчики различных модификаций. Методика расчёта, выбора типа и числа конденсатоотводчиков изложены в [18].
6.3 Емкости
На проектируемой установке должны быть предусмотрены ёмкости для исходного и упаренного растворов, обеспечивающие непрерывную работу установки в течение 2 или 6 часов. Рассчитанные таким образом размеры ёмкостей (с учетом коэффициента заполнения ε=0,8) подбирают по каталогам [12,19].
7. Оформление кусового проекта
Курсовой проект состоит из расчётно-пояснительной записки и чертежей на двух листах формата А1. На первом из них дается общий вид основного аппарата установки с достаточным количеством разрезов и проекций наиболее важных узлов, а на втором – технологическая схема и таблица условных графических обозначений узлов, аппаратов и деталей установки.