Задание на работу

Рассчитать основные параметры выпарной установки для концентрирования водного раствора от начальной концентрации до конечной при условиях, определяемых исходными данными.

1. Исходные данные.

Данные по работе выбираются согласно методическому указанию по

номеру зачетной книжки № : .

1) Раствор - K2CO3 ;

) Количество корпусов - 2 ;

) Производительность установки - GH =30000 кг/ч;

) Начальная концентрация раствора - хн = 0,5 %;

5) Конечная концентрация раствора - хк = 30 %;

) Обогрев - насыщенным водяным паром давлением Рг1 = 3,63 МПа;

) Давление в барометрическом конденсаторе Рбк = 0,063 МПа;

) Выпарной аппарат - тип 2, естественная циркуляция;

) Взаимное направление пара и раствора - противоток;

) Отбор экстра пара не производится;

2. Содержание работы: определение поверхности теплопередачи выпарных аппаратов; определение толщины тепловой изоляции; расчёт барометрического конденсатора; расчёт производительности вакуум-насоса.

Оглавление

1. Определение поверхности теплопередачи выпарных аппаратов

2. Расчёт концентраций упариваемого раствора

3. Определение температур кипения растворов

4. Расчёт полезной разности температур по корпусам

. Определение тепловых нагрузок

. Выбор конструкционного материала

. Расчёт коэффициентов теплопередачи

. Распределение полезной разности температур

. Уточненный расчёт поверхности теплопередачи

. Определение толщины тепловой изоляции

. Расчёт барометрического конденсатора

. Определение расхода охлаждающей воды

. Расчёт диаметра барометрического конденсатора

. Расчёт высоты барометрической трубы

. Расчёт производительности вакуум-насоса

. Подбор емкостей исходного и упаренного раствора

Заключение

Библиографический список

1. Определение поверхности теплопередачи выпарных аппаратов

Поверхность теплопередачи каждого корпуса выпарной установки определяют по основному уравнению теплопередачи, м2:

, (1)

где Q - тепловая нагрузка, кВт;

К - коэффициент теплопередачи, Вт/м2?К;

?tп - общая полезная разность температур, ºС.

Для определения тепловых нагрузок Q, коэффициентов теплопередачи К и полезных разностей температур ?tп необходимо знать распределение упариваемой воды, концентраций растворов и их температур кипения по корпусам. Эти величины находят методом последовательных приближений.

Первое приближение при расчете.

Производительность установки по выпариваемой воде определяют из уравнения материального баланса:

, (2)

где Gн - расход упариваемого раствора, кг/с;

xн - начальная концентрация раствора, % (масс.);

xк - конечная концентрация раствора, % (масс.).

Подставляя значения, получим:

2. Расчёт концентраций упариваемого раствора

По практическим данным можно принять, что производительность аппаратов по выпаренной воде в случае схемы противотока подчиняется соотношению:

Тогда производительность аппарата первой ступени определится по формуле

(3)

Подставляя значения, получим

а второй ступени - по формуле

(4)

,

Концентрация раствора по корпусам:

Для первого корпуса

(5)

Для второго корпуса

(6)

3. Определение температур кипения растворов

Общий перепад давлений в установке равен, МПа:

(7)

где - давление греющего пара в первом корпусе, МПа;

- давление греющего пара в барометрическом конденсаторе, МПа.

В первом приближении общий перепад давлений распределяют между корпусами поровну. Тогда давления греющих паров в корпусах (в МПа) равны:

(8)

Давление пара в барометрическом конденсаторе составляет

(9)

Температуры и энтальпии греющего пара на входе в корпуса, определенные по h,s - диаграмме приведены в таблице 1

Таблица 1 Энтальпия и температура гр. пара на входе в корпуса установки

ПараметрКорпус 1Корпус 2Барометр. конденсаторДавление Pг, МПа3,631,850,063Удельная энтальпия h,кДж/кг280227972655Температура t, ºC25020887

Температура вторичного пара в 1-м корпусе определяется с учетом гидравлической депрессии по формуле: