Автор работы: Пользователь скрыл имя, 05 Марта 2013 в 17:26, курсовая работа
Многокорпусные выпарные установки могут быть прямоточными, противоточными и комбинированными. Давление в прямоточной выпарной установке уменьшается в направлении от корпуса к корпусу, что позволяет перемещать раствор под действием перепадов давлений. Давление в противоточной выпарной установке в каждом последующем корпусе меньше, чем в предыдущем, для перемещения раствора используются насосы. В комбинированных схемах осуществляются различные варианты ввода и перемещения раствора. Так, например возможны схемы с вводом раствора в каждый корпус в отдельности, с вводом раствора в средний корпус с дальнейшей передачей его в последний и выпуск через первый. Подобные схемы мало распространены и применяются только в специальных случаях.
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………….4
1ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ВЫПАРНОЙ УСТАНОВКИ……………..……..8
1.1 Выбор выпарных аппаратов……………………………………………………..9
1.2 Исходные данные на курсовое проектирование…………………………..…11
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ВЫПАРНЫХ АППАРТОВ…………………………………………………………………………………….12
2.1 Расчёт концентраций выпариваемого раствора……………………………...12
2.2 Определение температур кипения раствора………………………………….14
2.3 Определение температурных потерь……………………………………….….15
2.4 Расчёт полезной разности температур………………………………………..19
2.5 Определение тепловых нагрузок……………………………………………… 20
2.6 Выбор конструкционного материала…………………………………………..22
2.7 Расчет коэффициентов теплопередачи ………………………………………..22
3 РАСЧЕТ БАРОМЕТРИЧЕСКОГО КОНДЕНСАТОРА…….……………...……..26
3.1Расход охлаждающей воды…………………………………………………......26
3.2 Диаметр конденсатора……………………………………………………….....27
3.3 Высота барометрической трубы…………………………………………….....27
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………...29
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………
При конструктивном расчете выпарного аппарата размеры его частей должны соответствовать вышеизложенным требованиям.
Площадь поверхности теплообмена принятого выпарного аппарата значительно больше ориентировочной, однако необходимости вносить коррективы в расчет нет, так как конструктивные размеры (диаметр и высота трубы) остались прежними.
3 РАСЧЕТ БАРОМЕТРИЧЕСКОГО КОНДЕНСАТОРА
Для создания вакуума в выпарных установках обычно применяют конденсаторы смешения с барометрической трубой. В качестве охлаждающего агента используют воду, которая подается в конденсатор чаще всего при температуре окружающей среды, в нашем случае 30°С. Смесь охлаждающей воды и конденсата выливается из конденсатора по барометрической трубе. Для поддерживания постоянства вакуума в системе из конденсатора с помощью вакуум-насоса откачивают неконденсирующиеся газы.
Необходимо рассчитать расход охлаждающей воды, основные размеры (диаметр и высоту) барометрического конденсатора и барометрической трубы.
3.1 Расход охлаждающей воды
Расход охлаждающей воды GВ определяем из теплового баланса конденсатора:
Где Iбк- энтальпия паров в барометрическом конденсаторе, Дж/кг; tк- конечная температура смеси воды и конденсата, °С; tн- начальная температура охлаждающей воды, °С.
Разность температур между паром и жидкостью на выходе из конденсатора должна быть 3-5 град. Поэтому конечную температуру tн на выходе из конденсатора примем на 3 градуса ниже температуры конденсации паров:
°С,
3.2 Диаметр конденсатора
Диаметр барометрического конденсатора определяют из уравнения расхода:
,
Где - плотность паров, кг/м3; - скорость паров, м/с.
При остаточном давлении в конденсаторе порядка Па скорость паров м/c. Тогда:
=1,549 м
барометрический конденсатор диаметром [2].
3.3 Высота барометрической трубы
В соответствии с нормалями, внутренний диаметр барометрической трубы равен 300 мм. Скорость воды в барометрической трубе:
где B- вакуум в барометрическом конденсаторе, Па;
- сумма коэффициентов местных сопротивлений;
– коэффициент трения в барометрической трубе;
0,5 – запас высоты на возможное изменение барометрического давления, м.
B= = 9, 8 9,595
,
коэффициенты местных
Коэффициент трения зависит от режима течения жидкости. Определим режим течения воды в барометрической трубе:
Re= 6,14
Для гладких труб при Re коэффициент трения
.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
После всех анализов и расчетов мной был выбран выпарной аппарат с естественной циркуляцией и вынесенной греющей камерой с площадью поверхности теплопередачи F=500 м2.
Аналогичным путем был выбран противоточный барометрический конденсатор и подогреватель для данной выпарной установки. Был сделан чертеж формата А3 самого аппарата и схема трехкорпусной выпарной установки.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1 Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. — М.: Химия, 1972. –496с.
2 Иоффе, И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии: учебник для техникумов./ И.Л.Иоффе. – Л.: Химия,1991. – 352с.
3 Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. — Ленинград: Химия, 1987. –576с.
4 Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ под ред. Ю.И.Дытнерского.—М.: Химия, 1983. —272с.
5 ГОСТ 11987 – 81. Аппараты выпарные трубчатые.
6 Справочник химика. М.—Л., Химия, т. III, 1962, 1006с.
7 Викторов М.М. Методы вычисления физико-химических величин и прикладные расчёты. — Ленинград: Химия, 1977. –360с.
8 Выпарные аппараты вертикальные трубчатые общего назначения. Каталог.-М.:ЦИНТИхимнефтемаш, 1985.-21с.
9 ГОСТ26716-73. Барометрические конденсаторы.
10 Вакуумные насосы. Каталог.-М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1970.-63 с.