Федеральное агентство по образованию.

Государственное образовательное учреждение профессионального высшего образования.

СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕСИТЕТ

Факультет полимерных композиций и топлива

Кафедра процессов и аппаратов химической технологии

Расчетно-графическая работа

Проверил:

_________Лис Е.В.

Разработал:

Студент группы 63-3

__________Луценко Р.А.

Задание к расчету двухкорпусной выпарной установки

Спроектировать двухкорпусную выпарную установку для выпаривания G_H=2,5 кг/с водного раствора Ca₂CO₃ от начальной концентрации 4% до конечной 25% при следующих условиях:

1) Давление насыщенного водяного пара P_r1=2,5 ат;

2) Вакуум в барометрическом конденсаторе 76-10³ Па;

3) Выпарной аппарат с естественной циркуляцией (тип 1. исполнение 3);

4) Отбор экстра пара не производится;

5) Раствор поступает в первый корпус, подогретый до температуры кипения;

6) Взаимное направление пара и раствора - прямоток.

Расчет двухкорпусной выпарной установки

Целью расчета является определение поверхности нагрева выпарных аппаратов, размеров барометрического конденсатора, подогревателя, подбор насосов для перекачки раствора, расчет диаметра паровых и сырьевых трубопроводов. По результатам расчета, по нормалям подбирают стандартное оборудование.

Схема №1 : двухкорпусная прямоточная выпарная установка

Содержание

стр

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА 1

1) Давление насыщенного водяного пара P_r1=2,5 ат; 2

2) Вакуум в барометрическом конденсаторе 76-103 Па; 2

3) Выпарной аппарат с естественной циркуляцией (тип 1. Исполнение 3); 2

4) Отбор экстра пара не производится; 2

Схема №1 : двухкорпусная прямоточная выпарная установка 3

Содержание 4

стр 4

Выбор типа и конструкции выпарного аппарата 5

Общий перепад давлений в установке 6

Тогда общий перепад давлений в установке равен 6

В первом приближении общий перепад давлений распределяют между корпусами поровну 6

1.3 Определение температурного режима 6

Таблица 2.2- Свойства греющего и вторичного паров по корпусам 8

W1+ W2=2.1 9

W₂=2.1-W1. 9

Подставим последнее выражение в уравнение для определения 9

Решая данное уравнение получаем: 9

W₁=1.036 9

2. Расчет коэффициентов теплопередачи по корпусам 10

F_op=Q/q=W1 * r_BTl/q=1.036*2239000/30000=57.9 м². 11

Второе приближение 13

G_b=1.064(2606500-4.19*10³*58.5)/[4.19*10³(58.5-20)]=15,58 kt/c. 14

Диаметр барометрического конденсатора определяют по формуле: 14

D_бк=(W₂/O,785)⁰;⁵ 14

где р_п - плотность вторичного пара, кг/м³[1,Приложение Б4, Б5]; 14

_п - скорость паров в барометрическом конденсаторе, принимаем равной _п =20 м/с [3, с. 17]. 14

D_бк =(1.064/0.785*20*0.13)^0,5=0.722 м. 14

Определяем скорость воды в барометрической трубе 14

В соответствии с нормалями, внутренний диаметр барометрической трубы 14

L=0,025*(W₂+ G_B)/1000+0,01 *W₂; 15

Температуру воздуха определяем по уравнению 15

17

Заключение 17

Выбор типа и конструкции выпарного аппарата

Тип и конструкцию выпарного аппарата выбирают на основании характеристики выпариваемого раствора, т.е. с учетом вязкости, плотности, поверхностного натяжения и др. физических показателей

раствора. Свойства раствора также определяют выбор материала, из которого должен быть изготовлен аппарат.

Выбираем конструкционный материал, стойкий в среде кипящего раствора Ca₂CO₃ в интервале изменения концентрации от 4% до 25%.

В этих условиях химически стойким является сталь марки ст 3. Скорость ее коррозии не менее 0,1 мм/год, коэффициент теплопроводности =25,1 Вт/(м*К)

.