Розрахунок багатокорпусної випарної установки

Курсова робота

на тему:

"Розрахунок багатокорпусної випарної установки"

з дисципліни:

"Тепломасообмінні процеси та апарати"

Одеса – 2010

Зміст

Вступ

1. Вихідні дані для розрахунку

2. Розрахунок багатокорпусної випарної установки (БВУ)

2.1 Визначення кількості розчинника, що підлягає випарюванню

2.2 Визначення концентрацій розчину по корпусах БВУ

2.3 Визначення розподілу тиску по корпусах БВУ

2.4 Визначення температури кипіння розчину в апараті БВУ

2.5 Розрахунок коефіцієнтів теплопередачі

2.6 Визначення теплопродуктивності корпусів БВУ

2.7 Визначення корисної різниці температур по корпусах БВУ

2.8 Визначення поверхні нагріву корпусів БВУ

3. Конструктивний розрахунок корпусу БВУ

4. Розрахунок барометричного конденсатора

Висновки по роботі

Список використаної літератури

Вступ

Дана курсова робота націлена на закріплення та поглиблення знань, придбаних при вивченні дисципліни "Тепломасообмінні процеси та апарати", а також на розвиток навичок при розв’язанні конкретних інженерних задач та оформленні технічної документації.

Задача курсової роботи – виконання теплового розрахунку багатокорпусної випарної установки (БВУ), конструктивного розрахунку окремого корпусу БВУ, а також барометричного конденсатора.

Курсова робота містить розрахункову та графічну частини. У розрахунковій частині визначається теплопродуктивність та поверхня нагріву кожного корпусу БВУ, конструктивні розміри окремого корпусу БВУ, та основні розміри барометричного конденсатора. Графічна частина складається зі схеми БВУ та загального вигляду барометричного конденсатора.

Рис.1 – Схема багатокорпусної випарної установки

1. Вихідні дані для розрахунку

2. Розрахунок багатокорпусної випарної установки (БВУ)

2.1 Визначення кількості розчинника, що підлягає випарюванню

Кількість розчинника (води), що підлягає випарюванню у БВУ, визначається за формулою:

,

де – масова витрата розчину перед БВУ, ;

– початкова концентрація розчину (перед БВУ), ;

– кінцева концентрація розчину (після БВУ), .

Виконаємо розподіл кількості випареного розчинника по корпусах БВУ у співвідношеннях:

Тобто

2.2 Визначення концентрацій розчину по корпусах БВУ

Концентрація розчину після -го корпусу БВУ можна визначити за формулою:

Кількість розчину після -го корпусу визначимо за формулою:

2.3 Визначення розподілу тиску по корпусах БВУ

Різниця між тиском гріючої пари у першому корпусі та тиском вторинної пари у барометричному конденсаторі:

де – тиск граючої пари у першому корпусі, ;

– тиск вторинної пари у барометричному конденсаторі, .

Визначимо розподіл тиску по корпусах БВУ:

Додаток тиску між сусідніми корпусами БВУ можна прийняти таким:

,

де – кількість корпусів БВУ.

2.4 Визначення температури кипіння розчину в апараті БВУ

Визначимо температури кипіння розчину:

де – температура вторинної пари -го корпусу (визначається за тиском пари у апараті ), ;

– температурна депресія розчину у -го корпусі, .

Температурна депресія розчину складається з фізико-хімічної температурної депресії (), гідростатичної температурної депресії (), гідравлічної температурної депресії ():

Фізико-хімічна температурна депресія визначається залежно від величини кінцевої концентрації розчину та тиску у випарному апараті. Якщо процес відбувається під тиском, що відрізняється від атмосферного, використовують залежність:

де – фізико-хімічна температурна депресія при тиску , ;

– температура кипіння чистого розчинника при тиску в апараті, .

Гідростатичну () та гідродинамічну () депресії можна прийняти такими:

2.5 Розрахунок коефіцієнтів теплопередачі

Коефіцієнт теплопередачі для гріючої камери випарного апарата:

де – коефіцієнт тепловіддачі від конденсуючої пари до стінок гріючої камери випарного апарата, ;

– коефіцієнт тепловіддачі від стінок гріючої камери випарного апарата до киплячого розчину, ;

– товщина стінки гріючої камери випарного апарата, ;

– товщина шару накипу на стінках гріючої камери випарного апарата, ;

– теплопровідність матеріалу труб гріючої камери випарного апарата, ;

– теплопровідність шару накипу на стінках гріючої камери випарного апарата,;

Коефіцієнт тепловіддачі від конденсуючої пари до стінок гріючої камери випарного апарата:

де – температурний напір між гріючою парою та стінкою гріючої камери випарного апарата , : ;

– висота трубок гріючої камери випарного апарата, .

Коефіцієнт тепловіддачі від стінок гріючої камери випарного апарата до киплячого розчину:

де – теплопровідність розчину, ;

– внутрішній діаметр трубок гріючої камери випарного апарата, .

Значення критерію Нуссельта для теплообміну між стінкою гріючої камери випарного апарата та розчином:

Значення критерію Прандтля для розчину, що рухається по трубках гріючої камери випарного апарата:

Значення динамічної в’язкості води та густини розчину:

Значення кінематичної в’язкості розчину:

Теплоємність розчину при початковій концентрації:

;;

Теплопровідність розчину:

;;

Значення числа Рейнольдса для розчину, що рухається по трубках гріючої камери випарного апарата:

2.6 Визначення теплопродуктивності корпусів БВУ

Теплова продуктивність випарного апарата визначається за формулою:

де – питома витрата гріючої пари -го корпусу, розчину;