Расчёт концентраций выпариваемого раствора
Определение температурных потерь
Расчёт полезной разности температур
Расчет коэффициентов теплопередачи
Распределение полезной разности температур
Определение расхода охлаждающей воды
Определение поверхности теплопередачи подогревателя
Расчёт объёма и размеров емкостей
Навигация
Определение поверхности теплопередачи подогревателя
Расчет трехкорпусной выпарной установки непрерывного действия
29185
знаков
6
таблиц
1
изображение
2.3 Определение поверхности теплопередачи подогревателя
Поверхность теплопередачи подогревателя (теплообменника) Fп ,м2 определяем по основному уравнению теплопередачи:
, (2.7)
где 
– тепловая нагрузка подогревателя, Вт определяется из теплового баланса теплообменника: 
Кп – коэффициент теплопередачи, Вт/(м К), Кп = 120 ÷ 340;
– средняя разность температур между паром и раствором, ºС;
– количество начального раствора, кг/с, и его теплоёмкость, Дж/(кг∙К);
– начальная температура исходного раствора, ºС;
– температура раствора на выходе из теплообменника, ºС, равная температуре с которой раствор входит в первый корпус.
t1н = 143,6ºС пар t1к = 143,6ºС
t2н = 20ºС раствор t2к = 129,9ºС
Так как отношение 
, то величину определим как среднелогарифмическую:
Тогда поверхность теплообменника
Площадь поверхности теплопередачи теплообменника принимается на 10—20 % больше расчетной величины:
На основании найденной поверхности по ГОСТ 15122 – 79 выбираем кожухоторубчатый одноходовой теплообменник с такими параметрами: площадь поверхности теплопередачи F = 65 м2 , число труб n = 283 длина труб l = 3 м, диаметр труб 25 х 2 мм, диаметр кожуха D = 600 мм .
2.4 Расчёт центробежного насоса
Основными типами насосов, используемых в химической технологии, являются центробежные, осевые и поршневые. Для проектируемой выпарной установки используем центробежный насос. При проектировании обычно возникает задача определения необходимого напора Н и мощности N при заданной подаче (расходе) жидкости Q, перемещаемой насосом. Далее по найденному напору и производительности насоса определяем его марку, а по величине мощности на валу – тип электродвигателя к насосу.
Мощность на валу насоса, кВт,
, (2.8)
где Q – производительность насоса, м3/c;
Н – напор, развиваемый насосом, м;
– к.п.д. насоса, = 0,4 ÷ 0,9;
– к.п.д. передачи (для центробежного насоса = 1).
Напор насоса
, (2.9)
где Р1 – давление жидкости для исходного раствора (атмосферное), Па; Р2 – давление вторичного пара в первом корпусе, Па;
НГ – геометрическая высота подъема раствора, м,
Н Г = 8 ÷ 15 м; hп – напор, теряемый на преодоление гидравлических сопротивлений (трения и местных сопротивлений) в трубопроводе и теплообменнике, м.
Потери напора
, (2.10)
где 
и 
– потери напора соответственно в трубопроводе и в теплообменнике, м. В связи с громоздкостью расчета потери напора в теплообменнике можно не рассчитывать и принимать их в пределах 
, в зависимости от скорости движения раствора в трубах теплообменника, длины, количества труб и числа ходов теплообменника;
w – скорость раствора, м/с, w = 0,5 ÷ I,5 м/с;
l и d – длина и диаметр трубопровода, м; l = 10 ÷ 20 м;
– коэффициент трения;
– сумма коэффициентов местных сопротивлений.
Определим диаметр трубопровода из основного уравнения расхода:
Для определения коэффициента трения 
рассчитываем величину Rе:
, (2.11)
где 
плотность, кг/м3 и вязкость, Па∙с исходного раствора; при концентрации x = 5%; 
Для гладких труб при Re = 49168 по задачнику 
Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений 
:
Коэффициент местных сопротивлений равны:
вход в трубопровод 
= 0,5;
выход из трубопровода = 1,0;
колено с углом 90º (дл--+я трубы d = 54 мм); = 1.1;
вентиль прямоточный 
= 
(для трубы d = 24,6 мм);
;
Примем потери напора в теплообменнике 
и 
аппарата плюс 2 метра,НГ = 6,5 + 2 = 8,5 м.
Тогда, по формулам (2.8) и (2.9)
;
.
По приложению табл. П11 устанавливаем, что данным подаче и напору больше всего соответствует центробежный насос марки X8/30, для которого в оптимальных условиях работы Q = 2,4 
10-3 м3/с, H = 30 м. Насос обеспечен электродвигателем АО2 – 32 – 2 номинальной мощностью N = 4 кВт.
По мощности, потребляемой двигателем насоса, определяем удельный расход энергии:
Похожие работы
... этих факторов должно учитываться при технико-экономическом сравнении аппаратов и выборе оптимальной конструкции. Ниже приводятся области преимущественного использования выпарных аппаратов различных типов. Для выпаривания растворов небольшой вязкости ~8 10-3 Па с, без образования кристаллов чаще всего используются вертикальные выпарные аппараты с многократной естественной циркуляцией. Из них ...
... , его нормализуют после сгущения водой, обезжиренным молоком или сливками. Вода должна быть кипяченой и очищенной. 4. Расчет двухкорпусной вакуум-выпарной установки Расчет двухкорпусной вакуум-выпарной установки с термокомпрессором для изготовления сгущенного молока с разработкой выпарного аппарата. Исходные данные: Производительность по испаренной влаге: W=2000; Давление рабочего пара: ...
... расход теплоносителя, м3/сек; G – массовый расход теплоносителя, кг/ч; γ – плотность пара, кг/м3; w – скорость пара, м/сек. Скорость пара принять 20 м/сек. Расчеты сводим в табл. Таблица расчетов штуцеров выпарной установки Наименование штуцера Расход пара, кг/ч Давление пара, ат Плотность, кг/м3 Секундный расход, м3/с Скорость пара, м/с Диаметр, мм расчетный принятый ...
... жидкости в трубах, а также от интенсивности парообразования Поэтому в аппаратах с принудительной циркуляцией выпаривание эффективно протекает при малых полезных разностях температур,. не превышающих 3—5 °С и при значительных вязкостях растворов Одна из конструкций выпарного аппарата с принудительной циркуляцией показана на рис 16. Аппарат имеет выносную вертикальную нагревательную камеру ...
0 комментариев