Xreferat.com » Рефераты по промышленности и производству » Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Министерство образования Российской Федерации

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНЖЕНЕРНОЙ ЭКОЛОГИИ

Факультет Инженерной Экологии

Кафедра ПАХТ


КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ТЕМА ПРОЕКТА. 3-х корпусная вакуум-выпарная установка


Зав. кафедрой академик РАН А.М.Кутепов

Руководитель проекта профессор В.В.Бутков

Студентка Н.А.Карпунина

Группа И-37


Содержание


Введение

Глава 1. Технологический расчет выпарной установки

Глава 2. Выбор вспомогательного оборудования

Глава 3. Расчет барометрического конденсатора

Глава 4. Расчет теплообменного аппарата

Глава 5. Расчет штуцеров

Глава 6. Расчеты на прочность

Список литературы

Приложение. Результаты компьютерных расчетов


Введение


На рисунке показана принципиальная схема трехкорпусной выпарной установки. Исходный раствор из промежуточной емкости 1 центробежными насосами 2 подается в теплообменник 3 (где подогревается до температуры, близкой к температуре кипения), а затем- в первый корпус 4 выпарной установки. Предварительный подогрев раствора повышает интенсивность кипения в выпарном аппарате 4.

Первый корпус обогревается свежим водяным паром. Вторичный пар, образующийся при концентрировании раствора в первом корпусе, направляется в качестве греющего во второй корпус 5. Сюда же поступает частично сконцентрированный раствор из 1-го корпуса. Аналогично третий корпус 6 обогревается вторичным паром второго и в нем производится концентрирование раствора, поступившего из второго корпуса.

Самопроизвольный переток раствора и вторичного пара в следующие корпуса возможен благодаря общему перепаду давлений, возникающему в результате создания вакуума конденсацией вторичного пара последнего корпуса в барометрическом конденсаторе смешения 7 (где заданное давление поддерживается подачей охлаждающей воды и отсосом неконденсирующихся газов вакуум-насосом 8). Смесь охлаждающей воды и конденсата выводится из конденсатора при помощи барометрической трубы с гидрозатвором 9. Образующийся в третьем корпусе концентрированный раствор центробежным насосом 10 подается в промежуточную емкость упаренного раствора 11.

Конденсат греющих паров из выпарных аппаратов выводится с помощью кондесатоотводчиков 12.


Глава 1. Технологический расчет выпарной установки


Подпрограмма 1

Определяем общее количество выпаренной воды из уравнения материального баланса


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


В первом приближении количество выпаренной воды по корпусам принимаем равным, т.е.


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


3) Конечная концентрация раствора по корпусам


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


Таблица 1.

Наименование Обозначение Размерность Кол-во
1 Производительность по исходному раство-ру

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

10000
2 Начальная концентрация раствора

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

10
3 Конечная концентрация раствора

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

40
4 Давление греющего пара P Па 600000
5 Давление в барометрическом конденсаторе

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Па 23998
6 Длина греющих трубок

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

м 5
7 Наружный диаметр греющих трубок

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

м

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

8 Количество выпаренной воды общее W

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

7500

в первом корпусе

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

2500

во втором корпусе

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

2500

в третьем корпусе

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

2500
9 Конечная концентрация раствора

в первом корпусе

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

13.33

во втором корпусе

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

20

в третьем корпусе

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

40

Подпрограмма 2

По конечным концентрациям раствора Трехкорпусная вакуум-выпарная установка с помощью таблицы XXXVI [2] определяем "нормальную" (при атмосферном давлении) температурную депрессию Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


и рассчитываем суммарную температурную депрессию


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


Потери температуры пара между корпусами за счет гидравлических сопротивлений


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


и суммарные потери составят


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


Суммарная полезная разность температур установки без учета суммы потерь температур за счет гидростатического эффекта


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


где Трехкорпусная вакуум-выпарная установкатемпература греющего пара;

Трехкорпусная вакуум-выпарная установкатемпература вторичного пара на входе в конденсатор.

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка при давлении греющего пара

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка(таблица LVI [2]).

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка при давлении в барометрическом конденса-торе Трехкорпусная вакуум-выпарная установка (таблица XXXVI [2]).


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


Полезная разность температур по корпусам в первом приближении принимается равной, т.е.


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Температура кипения раствора (по корпусам)


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


Температура греющего пара (по корпусам)


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


Температура вторичного пара (по корпусам)


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


По значениям температур вторичного пара из таблиц [2] опреде-ляем значения следующих параметров: теплоты парообразования воды Трехкорпусная вакуум-выпарная установка; давления вторичного пара Трехкорпусная вакуум-выпарная установка; плотность воды Трехкорпусная вакуум-выпарная установка .


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


По значениям концентраций Трехкорпусная вакуум-выпарная установка и температурам кипения раствора Трехкорпусная вакуум-выпарная установка находим значения плотности раствора по корпусам Трехкорпусная вакуум-выпарная установка.

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


Таблица 2

Параметры Обозначения Корпус Барометрический конденсатор



I II III
1

Температура греющего пара,Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

T 158.76 136.41 110.41 64.09
2

Полезная разность температур, Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

16.94 16.94 16.94
3

Температура кипения раствора, Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

141.82 119.47 93.47
4

Температура вторичного пара, Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

137.41 111.41 65.09
5

"Нормальная " температурная депрессия, Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

4.41 8.06 28.38
6 Конечная концентрация раствора, вес.дол.,%

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

13.33 20 40
7 Теплота парообразования воды, кДж/кг

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

2157.77 2230.33 2344.98
8

Плотность воды, Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

928.33 949.87 980.46
9 Давление вторичного пара, Па

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

336446 150972 25101
10

Плотность раствора, Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

1065.66 1155.42 1379.57

Подпрограмма 3

В связи с тем, что "нормальная" температурная депрессия выбрана для атмосферного давления, а давление вторичного пара по корпусам отличается от атмосферного, то необходимо про-вести перерасчет температурной депрессии по формуле


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


где Трехкорпусная вакуум-выпарная установкатемпература вторичного пара, К;

Трехкорпусная вакуум-выпарная установкатеплота парообразования воды при температуре вторичного пара Трехкорпусная вакуум-выпарная установка кДж/кг.


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


Суммарная температурная депрессия


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


Для определения температурных потерь за счет гидростатичес-кого эффекта необходимо рассчитать оптимальный уровень заполнения греющих трубок и давления раствора в аппаратах на уровне половины длины греющих трубок (у середины греющих трубок).

3) Оптимальную высоту заполнения трубок раствором находим

по эмпирической формуле


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


где Трехкорпусная вакуум-выпарная установкадлина греющих трубок, м.

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


4) Гидростатическое давление столба у середины греющих трубок


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


5) Давление раствора в корпусах у середины греющих трубок


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


Таблица 3

Наименование Обозначение Корпус



I II III
1

Действительная температурная де-прессия, Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

5.58 8.65 22.41
2

Суммарная темпе-ратурная депрес-сия, Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

36.64
3 Оптимальная высота заполнения трубки, м

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

2.26 2.74 4.09
4 Гидростатическое давление столба раствора, Па

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

11813 15529 27676
5 Давление раствора у середины грею-щих трубок, Па

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

348259 166501 52777

Подпрограмма 4

Для определения истинных значений температур греющего па- ра, вторичного пара, кипения раствора в трубках и на верхнем уровне трубки, полезной разности температур по корпусам необходимо рассчитать температурные потери за счет гидростатического давления.

По данным Трехкорпусная вакуум-выпарная установка находим по таблице [2] значения температур кипения воды у середины греющих трубок Трехкорпусная вакуум-выпарная установкаТрехкорпусная вакуум-выпарная установка


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


и рассчитываем значения потерь температур за счет гидроста- тического эффекта (гидростатическую депрессию):


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


Суммарные потери температуры за счет гидростатического эффекта составят


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


Суммарная полезная разность температур для установки


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Для расчета в первом приближении ориентировочно принима- ем соотношение тепловых нагрузок аппаратов


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


и соответственно коэффициентов теплопередачи


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


Исходя из условия получения равных поверхностей нагрева для каждого корпуса установки полезная разность температур по корпусам может быть определена по уравнению


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


Распределение полезной разности температур по корпусам


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


Температура кипения раствора в трубках составит


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


5) Температура кипения раствора на верхнем уровне по корпусам:


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


Температура вторичного пара по корпусам:


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


Таблица 4

Наименование Обо-значение Корпус



I II III
1

Гидростатическая депрессия, Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

0.99 3.09 17.65
2

Суммарная гидростатическая депрессия, Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

21.73
3

Суммарная полезная разность температур, Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

33.3
4

Температура кипения раствора в трубках, Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

150.26 132.06 105.15
5

Полезная разность температур, Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

8.5 10.63 14.17
6

Температура кипения раствора на верхнем уровне, Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

149.27 128.97 87.5
7

Температура вторичного пара, Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

143.69 120.32 65.09

Подпрограмма 5

В этой подпрограмме рассчитываем: расход греющего пара, расход выпаренной воды по корпусам, конечные концентрации раствора и в первом приближении тепловые нагрузки аппаратов.

Расход греющего пара определяем из уравнения теплового баланса


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


которое может быть записано для каждого корпуса в следующем виде:


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


Потери тепла в окружающую среду принимаем равными 3% от тепла греющего пара, т.е. А=1.03.Энтальпию вторичного пара Трехкорпусная вакуум-выпарная установканаходим из таблицы LVII [2] по давлению вторичного пара Трехкорпусная вакуум-выпарная установка.


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Начальную теплоемкость раствора Трехкорпусная вакуум-выпарная установка определяем по концентрации Трехкорпусная вакуум-выпарная установка при температуре раствора Трехкорпусная вакуум-выпарная установка, которую принимаем равной температуре Трехкорпусная вакуум-выпарная установка.


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


Энтальпии греющего пара Трехкорпусная вакуум-выпарная установка и энтальпии конденсата Трехкорпусная вакуум-выпарная установка определяем из таблицы LVI [2] по температурам Трехкорпусная вакуум-выпарная установка.


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


Теплоемкость раствора Трехкорпусная вакуум-выпарная установка находим по табличным данным при соответствующих концентрациях Трехкорпусная вакуум-выпарная установка и температурах Трехкорпусная вакуум-выпарная установка.


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка


Теплоту изменения концентрации (дегидротации) Трехкорпусная вакуум-выпарная установка – по концентрациям раствора в корпусах.


Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

где Трехкорпусная вакуум-выпарная установка–интегральные теплоты растворения при конечной и начальной концентрациях раствора в соответствующем корпусе.

Трехкорпусная вакуум-выпарная установкаПри подстановке найденных величин

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: