Методическое пособие по расчету трехкорпусной выпарной установки по курсу "Процессы и аппараты пищевых производств", "Процессы и аппараты химических технологий". Хантургаев А.Г - 6 стр.

UptoLike

Необходимым условием передачи тепла в каждом корпусе должно
быть наличие некоторой полезной разности температур, опреде-
ляемой разностью температур греющего пара и кипящего раствора.
Вместе с тем, давление вторичного пара в каждом предыдущем
корпусе должно быть больше его давления в последующем. Эти
разности давлений создаются при избыточном давлении в пер-
вом корпусе, или вакууме в последнем корпусе, или же при том и
другом одновременно.
Применяемые схемы многокорпусных выпарных установок раз-
личаются по давлению вторичного пара в последнем корпусе. В
соответствии с этим признаком установки делятся на работаю-
щие под разрежением и под избыточным давлением.
РАСЧЕТ ВЫПАРНОГО АППАРАТА
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
с теплоемкость, Дж/(кг- К); d диаметр, м;
D расход греющего пара, кг/с;
F поверхность теплопередачи, м
2
;
G расход, кг/с;
g ускорение свободного падения, м/с
2
;
Н высота, м;
Iэнтальпия пара, кДж/кг;
I' энтальпия жидкости, кДж/кг;
К коэффициент теплопередачи, Вт/(м
2
' К);
Р давление, МПа;
Q тепловая нагрузка, кВт;
q удельная тепловая нагрузка, Вт/м
г
;
r теплота парообразования, кДж/кг;
Т, tтемпература, град;
W, w производительность по испаряемой воде, кг/с;
х концентрация, % (масс.);
а коэффициент теплоотдачи, Вт/(м
3
- К);
рплотность, кг/м
3
; вязкость, Па-с;
X теплопроводность, Вт/(м- К);
о поверхностное натяжение, Н/м;
Reкритерий Рейнольдса;
Nuкритерий Нуссельта;
Рrкритерий Прандтля.
Индексы: 1, 2, 3первый, второй, третий корпус выпарной ус-
тановки;
ввода;
вп вторичный пар;
ггреющий пар;
жжидкая фаза;
кконечный параметр;
н начальный параметр;
срсредняя величина;
ст стенка.
Задание.
Рассчитать и спроектировать трехкорпусную прямоточ-
ную выпарную установку для концентрирования G
Н
, т/ч водного
раствора соли. Начальная концентрация Х
н
, % конечная концен-
трация Х
к
, %. Раствор поступает на выпаривание подогретым до
температуры кипения в выпарном аппарате. Абсолютное давление
греющего насыщенного водяного пара P
r1
, кгс/см
2
. вакуум (разре-
шение) в барометрическом конденсаторе P
БК
кгс/см
2
, тип аппара-
та. Раствор поступает в первый корпус подогретым до температу-
ры кипения. Отбор экстра-пара не производится.
Исходные данные.
вари-
анта
G
Н
, т/ч Раствор Х
н
, % Х
к
, %
P
r1
,
кгс/
см
2
P
БК
кгс/
см
2
Тип
аппа-
рата
1 3,75 CaCl
2
10,32 20,00 3,0 0,8 3
2 4,0 КОН 6,00 14,82 4,0 0,85 4
3 5,25 NaOH 4,12 10,15 5,0 0,9 1
4 3,00 NH
4
Cl 11,35 22,89 3,0 0,8 2
5 3,25 MgCl
2
4.67 11.66 4.0 0.85 3
6 3.50 NH
4
NO
3
5.00 16.66 5.0 0.9 4
7 3.75 CaCl
2
7.50 17.36 3.0 0.8 1
8 4.00 KOH 6.00 17.01 4.0 0.85 2
Необходимым условием передачи тепла в каждом корпусе должно            Re — критерий Рейнольдса;
быть наличие некоторой полезной разности температур, опреде-           Nu — критерий Нуссельта;
ляемой разностью температур греющего пара и кипящего раствора.         Рr — критерий Прандтля.
Вместе с тем, давление вторичного пара в каждом предыдущем             Индексы: 1, 2, 3 — первый, второй, третий корпус выпарной ус-
корпусе должно быть больше его давления в последующем. Эти             тановки;
разности давлений создаются при избыточном давлении в пер-             в — вода;
вом корпусе, или вакууме в последнем корпусе, или же при том и         вп — вторичный пар;
другом одновременно.                                                   г — греющий пар;
   Применяемые схемы многокорпусных выпарных установок раз-            ж — жидкая фаза;
личаются по давлению вторичного пара в последнем корпусе. В            к — конечный параметр;
соответствии с этим признаком установки делятся на работаю-            н — начальный параметр;
щие под р а з р е ж е н и е м и под избыточн ы м д а в л е н и е м .   ср — средняя величина;
                                                                       ст — стенка.
           РАСЧЕТ ВЫПАРНОГО АППАРАТА
                                                                                                   Задание.
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ                                                   Рассчитать и спроектировать трехкорпусную прямоточ-
с — теплоемкость, Дж/(кг- К); d — диаметр, м;                          ную выпарную установку для концентрирования GН, т/ч водного
D — расход греющего пара, кг/с;                                        раствора соли. Начальная концентрация Хн, % конечная концен-
F — поверхность теплопередачи, м2;                                     трация Хк, %. Раствор поступает на выпаривание подогретым до
G — расход, кг/с;                                                      температуры кипения в выпарном аппарате. Абсолютное давление
g — ускорение свободного падения, м/с2;                                греющего насыщенного водяного пара Pr1, кгс/см2. вакуум (разре-
Н — высота, м;                                                         шение) в барометрическом конденсаторе PБК кгс/см2 , тип аппара-
I — энтальпия пара, кДж/кг;                                            та. Раствор поступает в первый корпус подогретым до температу-
I' — энтальпия жидкости, кДж/кг;                                       ры кипения. Отбор экстра-пара не производится.
К — коэффициент теплопередачи, Вт/(м2' К);
Р — давление, МПа;                                                                                 Исходные данные.
Q — тепловая нагрузка, кВт;                                            №       GН, т/ч   Раствор     Х н, %   Хк, %    Pr1,    PБК     Тип
                                                                       вари-                                                           аппа-
q — удельная тепловая нагрузка, Вт/мг;                                 анта
                                                                                                                       кгс/    кгс/
                                                                                                                                       рата
                                                                                                                       см2     см2
r — теплота парообразования, кДж/кг;                                     1      3,75       CaCl2      10,32    20,00     3,0     0,8      3
Т, t— температура, град;                                                 2       4,0       КОН        6,00     14,82     4,0    0,85      4
W, w — производительность по испаряемой воде, кг/с;                      3      5,25       NaOH       4,12     10,15     5,0     0,9      1
х — концентрация, % (масс.);                                             4      3,00       NH4Cl      11,35    22,89     3,0     0,8      2
а — коэффициент теплоотдачи, Вт/(м3- К);                                 5      3,25       MgCl2      4.67     11.66     4.0    0.85      3
р — плотность, кг/м3; № — вязкость, Па-с;                                6      3.50      NH4NO3      5.00     16.66     5.0     0.9      4
X — теплопроводность, Вт/(м- К);                                         7      3.75       CaCl2      7.50     17.36     3.0     0.8      1
                                                                         8      4.00       KOH        6.00     17.01     4.0    0.85      2
о — поверхностное натяжение, Н/м;