Методическое пособие по расчету трехкорпусной выпарной установки по курсу "Процессы и аппараты пищевых производств", "Процессы и аппараты химических технологий". Хантургаев А.Г - 19 стр.

UptoLike

Принимаем толщину трубной решётки 40 мм.
3.2. Расчёт толщины обечайки.
Толщина обечайки определяется по уравнению [11]:
,
2
Pr
1
1
C
d
Д
К
+
=
σϕ
δ
где Pr
1
давление греющего пара 1-го корпуса, Мн/м
2
;
ϕ
1
коэффициент прочности сварного шва, равный ϕ
1
= 0,85:
C - поправка на коррозию, принимаемая 2 ÷ 8 мм в зависимо-
сти от скорости коррозии материала обечайки, м.
.0095,0005,0
13485,02
0,10,1
м=+
=
δ
Принимаем толщину обечайки 10 мм.
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИНЫ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ
Толщина тепловой изоляции δ
И
находится из равенства
удельный тепловых потоков через слой изоляции и в окружаю-
щую среду для 1-го корпуса:
),()(
212
СТСТ
Н
Н
ВСТВ
tttt =
δ
λ
α
где α
В
коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изо-
ляционного материала в окружающую среду, Вт/м
2.
К, [7].
α
В
= 9,3 + 0,058
.
t
СТ2
,
где t
СТ2
температура изоляции со стороны воздуха, прини-
маемая равной 35 ÷ 45
о
С;
t
СТ1
температура изоляции со стороны аппарата. Ввиду не-
значительного термического сопротивления стенки аппарата по
сравнению с термическим сопротивлением слоя изоляции t
СТ1
принимают равной температуре греющего пара t
Г1
;
t
В
температура окружающей среды,
о
С;
λ
И
коэффициент теплопроводности изоляционного мате-
риала, Вт/м
.
К.
Выбираем в качестве тепловой изоляции совелит [13], имеющий
коэффициент теплопроводности λ
И
= 0,09 Вт/м
.
К.
α
В
= 9,3 + 0,058
.
40 = 11,6 Вт/м
2.
К.
Толщина тепловой изоляции равна:
.055,0
)0,200,40(6,11
)0,402,183(09,0
м
И
=
=
δ
Принимаем толщину тепловой изоляции 55 мм.
5. РАСЧЁТ БАРОМЕТРИЧЕСКОГО КОНДЕНСАТОРА
Для создания вакуума в выпарных установках применяют
обычно конденсаторы смешения с барометрической трубой. В ка-
честве охлаждающего агента используют воду, которая подаётся в
конденсатор чаще всего при температуре окружающей среды
(около 20
О
C). Смесь охлаждающей воды и конденсата выливается
из конденсатора по барометрической трубе. Для поддержания по-
стоянства вакуума из конденсатора с помощью вакуум-насоса от-
качиваются неконденсирующиеся газы.
Необходимо рассчитать расход охлаждающей воды, основные
размеры барометрического конденсатора (диаметр и высота) и ба-
рометрической трубы, производительность вакуум-насоса.
Определение расхода охлаждающей воды.
Расход охлаждающей воды G
В
определяется из теплового баланса
конденсатора:
,
(
(
)
)
НКВ
КВБКЗ
В
tt
t
С
СJW
G
=
где J
ВК
энтальпия паров в барометрическом конденсаторе,
Дж/кг;
C
В
- теплоёмкость воды, Дж/кг
.
К;
t
Н
- начальная температура охлаждающей воды,
О
C;
Принимаем толщину трубной решётки 40 мм.                                 λИ – коэффициент теплопроводности изоляционного мате-
                                                                    риала, Вт/м . К.
      3.2. Расчёт толщины обечайки.                                 Выбираем в качестве тепловой изоляции совелит [13], имеющий
                                                                    коэффициент теплопроводности λИ = 0,09 Вт/м . К.
       Толщина обечайки определяется по уравнению [11]:             αВ = 9,3 + 0,058 . 40 = 11,6 Вт/м2.К.
                 Pr⋅ ⋅d К                                           Толщина тепловой изоляции равна:
            δ =           1
                             + C,                                                      0,09 ⋅ (183,2 − 40,0)
                2 ⋅ ϕ1 ⋅ σ Д                                                     δИ =                        = 0,055 м.
где Pr1 – давление греющего пара 1-го корпуса, Мн/м2;                                   11,6 ⋅ (40,0 − 20,0)
     ϕ1 – коэффициент прочности сварного шва, равный ϕ1 = 0,85:     Принимаем толщину тепловой изоляции 55 мм.
     C - поправка на коррозию, принимаемая 2 ÷ 8 мм в зависимо-
сти от скорости коррозии материала обечайки, м.                     5. РАСЧЁТ БАРОМЕТРИЧЕСКОГО КОНДЕНСАТОРА
                   1,0 ⋅ 1,0
            δ =                + 0,005 = 0,0095 м.                      Для создания вакуума в выпарных установках применяют
                2 ⋅ 0,85 ⋅ 134                                      обычно конденсаторы смешения с барометрической трубой. В ка-
                                                                    честве охлаждающего агента используют воду, которая подаётся в
Принимаем толщину обечайки 10 мм.                                   конденсатор чаще всего при температуре окружающей среды
                                                                    (около 20ОC). Смесь охлаждающей воды и конденсата выливается
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИНЫ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ                            из конденсатора по барометрической трубе. Для поддержания по-
                                                                    стоянства вакуума из конденсатора с помощью вакуум-насоса от-
      Толщина тепловой изоляции δИ находится из равенства           качиваются неконденсирующиеся газы.
удельный тепловых потоков через слой изоляции и в окружаю-              Необходимо рассчитать расход охлаждающей воды, основные
щую среду для 1-го корпуса:                                         размеры барометрического конденсатора (диаметр и высота) и ба-
                                           λН                       рометрической трубы, производительность вакуум-насоса.
           α В ⋅ (tСТ 2   −   t       )=      ⋅ (tСТ 1 − tСТ 2 ),
                                           δН
                                  В

                                                                    Определение расхода охлаждающей воды.
где αВ – коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изо-
ляционного материала в окружающую среду, Вт/м2.К, [7].
                                                                    Расход охлаждающей воды GВ определяется из теплового баланса
        αВ = 9,3 + 0,058 . tСТ2,
                                                                    конденсатора:
    где tСТ2 – температура изоляции со стороны воздуха, прини-                        WЗ ⋅ ( J БК − С В ⋅ t К )
                                                                               GВ =                     ,
маемая равной 35 ÷ 45 оС;                                                            С В ⋅ (t К − t Н )
   tСТ1 – температура изоляции со стороны аппарата. Ввиду не-
                                                                    где JВК – энтальпия паров в барометрическом конденсаторе,
значительного термического сопротивления стенки аппарата по
                                                                    Дж/кг;
сравнению с термическим сопротивлением слоя изоляции tСТ1
                                                                       CВ - теплоёмкость воды, Дж/кг . К;
принимают равной температуре греющего пара tГ1;
                                                                       tН - начальная температура охлаждающей воды, ОC;
      tВ – температура окружающей среды, оС;