- •Задание
- •1.Теоретическая часть
- •Основы процесса выпаривания
- •1.2. Движущая сила выпаривания, температурные потери, схема передачи тепла в выпарных установках
- •1.3Классификация выпарных аппаратов
- •1.4Области применения и выбор выпарных аппаратов
- •1.5. Выбор основного аппарата
- •1.6 Выбор схемы процесса выпаривания
- •1.7 Технологическая схема
- •1.8.Условные обозначения
- •2. Технологический расчет
- •2.1 Расчет концентраций упариваемого раствора
- •2.2 Определение температур кипения растворов
- •2.3 Расчёт полезной разности температур
- •2.4Определение тепловых нагрузок
- •2.5 Выбор конструкционного материала
- •2.6 Расчёт коэффициентов теплопередачи
- •2.7Распределение полезной разности температур
- •2.8 Уточнённый расчёт поверхности теплопередачи
- •2.9 Расчёт толщины тепловой изоляции
- •Механический расчёт
- •3.1 Расчет толщины обечайки
- •3.2 Расчет толщины днища и крышки
- •3.3 Расчет фланцевых соединений
- •4.1.1 Расход охлаждающей воды
- •4.1.2Расчёт диаметра барометрического конденсата
- •4.1.3Расчёт высоты барометрической трубы
- •4.1.4 Расчёт производительности вакуум-насоса
- •4.2Расчёт кожухотрубчатого подогревателя
- •4.3Расчёт конденсатоотводчика
- •4.4Расчёт ёмкости
- •4.5Расчёт насоса
- •4.6Выбор трубопровода
- •4.7Определение потерь на трение и местные сопротивления
- •4.8Выбор насоса
2.7Распределение полезной разности температур
Полезные разности температур в корпусах установки находим из условия равенства их поверхностей теплопередачи:
где
,
Qj,
Kj—
соответственно полезная разность
температур,
тепловая нагрузка, коэффициент
теплопередачи для i-го
корпуса.
°С
=
39,79°С
Проверим общую полезную разность температур установки:
∑∆tп=
+
= 38,96 + 39,79 = 78,75°С
Теперь рассчитаем поверхность теплопередачи выпарных аппаратов:
Найденные значения мало отличаются от ориентировочно определенной ранее поверхности Fov.,cравнение распределённых из условия равенства поверхностей теплопередачи и предварительно расчитанных значений полезных разностей температур представлено ниже:
-
Корпус
1
2
Распределённые в 1-м приближении значения ∆
,°С38,96
39,79
Предварительно рассчитанные значения ∆ ,°С
17,71
61,03
Как видно, полезные разности температур существенно различаются. Поэтому необходимо заново перераспределить температуры(давления) между корпусами установки. В основу этого перераспределения температур(давления) должны быть положены полезные разности температур, найденные из условия равенства поверхностей теплопередачи аппаратов.
2.8 Уточнённый расчёт поверхности теплопередачи
Второе приближение
Полученные после перераспределения температур(давлений) параметры растворов и паров по корпусам представлены в таблице
Таблица – Параметры растворов и паров по корпусам после перераспределения температур
|
Корпус |
|
1 |
2 |
|
Производительность по испаренной воде w, кг/с |
0,114 |
0,146 |
Концентрация раствороx,% |
15,8 |
25 |
Температура греющего пара в 1-й корпус tг1, °С |
151,8 |
- |
Полезная
разность температур ∆ |
38,96 |
39,79 |
Температура
кипения раствора
|
112,84 |
66,56 |
Температура
вторичного пара
|
107,35 |
44,3 |
Давление
вторичного пара
|
0,1314 |
0,0945 |
Температура
греющего пара
|
- |
106,35 |
=
+
= 107,35
+ 2,5 = 109,85°С
Рассчитаем тепловые нагрузки:
=1,03[0,5*3,9(112,84
– 109,85)+0,114(2689-4,19*112,84)] = 266,23 кВт
=1,03[0,5-0,114)*3,68*(6,56-112,84)+0,146(2577-4,19*66,56)=277,88
кВт
Расчёт коэффициентов теплопередачи, выполненный описанным выше методом, привод к следующим результатам:
=
1369 Вт/
*K
,
= 1310 Вт/
*K
Распределение полезной разности температур:
∆
=
78,75*
= 78,75*
= 78,75*
= 37,67°С
∆
=
78,75*
= 41,08 °С
Проверка суммарной полезной разности температур:
∑∆ = 37,67 + 41,08 = 78,75°С
Сравнение
полезных разностей температур, полученных
во 2-м и в 1-м приближении, приведены в
таблице:
|
Корпус |
|
|
1 |
2 |
Значение ∆ во 2-м приближении, °С |
37,67 |
41,08 |
Значение ∆ в 1-м приближении, °С |
38,96 |
39,79 |
Различия между полезными разностями температур по корпусам в 1-м и 2-м приближении не превышает 5%.
Поверхность теплопередачи выпарных аппаратов:
=
= 266230
/ 1369*37,67 = 5,2
=
=277880
/ 1310*41,08 = 5,2
По ГОСТ 11987-81 выбираем выпарной аппарат со следующими характеристиками:
Номинальная поверхность теплообмена FH 10м2
Диаметр труб d 38*2 мм
Высота труб Н 4000 мм
Диаметр греющей камеры dK 400 мм
Диаметр сепаратора dc 600 мм
Диаметр
циркуляционной трубы
200 мм
Общая высота аппаратаНа 14500 мм
Масса аппарата Ма.............. 1900 кг

Параметры
°С
=
- ∆
, °С
=
-(∆̍+∆̎
) , °С
, МПа
=
- ∆‴ ,
°С