3.5. Расчет производительности вакуум-насоса.

Производительность вакуум-насоса G_возд, кг/с определяется количеством газа (воздуха), который необходимо удалять из барометрического конденсатора:

G_возд = 0,000025(W+ G_в) + 0,01W (44)

где 0,000025 – количество газа, выделяющегося из 1 кг воды;

0,01 количество газа, подсасываемого в конденсатор через неплотности на 1 кг паров.

G_возд = 0,000025(2.78+ 27.27) + 0,015=0,05067 кг/с

Объемная производительность вакуум-насоса равна:

(45)

где R – универсальная газовая постоянная, Дж/кмольК;

М_возд - молекулярная масса воздуха, кг/моль;

Т_возд – температура воздуха, К;

Р_возд – парциальное давление сухого насыщенного пара (Па) в барометрическом конденсаторе при t_возд.

Температуру воздуха рассчитывают по формуле / 3, с. 179 /:

t_возд = t_н + 4 +0,1(t_к – t_н) (46)

t_возд= 20 + 4 + 0,1(81,5 – 20) = 30,15 С

Давление воздуха Р_возд. равно:

Р_возд=Р₀ - Р_п (47)

где Р_п – давление сухого насыщенного пара при температуре t_возд / 2, табл LVI /

Р_п=0.0433 ат=0.04339.8110⁴ =4330 Па

Р_возд=56612-4330=52282 Па

Объемная производительность вакуум-насоса равна:

м³/с = 5 м³/мин

Зная объемную производительность V_возд и остаточное давление Р₀ по таблице / 3, приложение 4.7 / выбираем вакуум-насос:

Таблица 4 характеристика вакуум-насоса типа ВВН

.

Типоразмер	Остаточное давление, КПа	Производи-тельность, м3/мин	Мощность на валу, КВт
ВВН-6	38	6	12,5

Выводы по курсовому проекту.

В данном курсовом проекте описан процесс выпаривания раствора NaOH.

В результате проведенных расчетов были выбраны по каталогу следующие аппараты:

• выпарной аппарат: тип 1 исполнение 2 группа 1 (по Дытнерскому) - выпарной аппарат с вынесенной греющей камерой и кипением в трубах с площадью теплообмена равной 280м² и трубами длиной равной 5м. Этот аппарат предназначен для упаривания растворов, выделяющих незначительный осадок, удаляемый механическим способом.

• Подогреватель исходного раствора: двухходовой теплообменник с длиной труб l=2 м, диаметром кожуха 600мм, и поверхностью теплообмена 31 м² и числом труб 196.

• Барометрический конденсатор диаметром D=2м с высотой трубы 5,02м.

• вакуум- насос типа BBH - 6

Подробно был сделан расчет холодильника концентрированного раствора на ЭВМ. На основании этих расчетов и выбранных по каталогу аппаратов, была составлена технологическая схема установки с описанием технологического процесса. Также был выполнен чертёж теплообменника, выбранного после уточнённого расчёта.

Приложение 1

Физические свойства водного раствора NaOH в зависимости от температуры t(С) и концентрации X(кг щелочи /кг раствора).

(Расчётные формулы).

t=(0200)С.

1.Плотность  , кг/м³

где ₀ – плотность воды , кг/м³ ; а₀=0.393743, а₁=3.703110^-4 ; а₁=-2.716410^-7

2.Динамический коэффициент вязкости , Пас:

где ₀ – вязкость воды, Пас; d₀=3.4789, d₁= -1.223510^-2 , d₂= 5.446410^-7

₀=0.59849(43.252+t)^-1.5423

3.Удельная теплоёмкость С_р, Дж/(кгК);

C_р= C_р0+(В1+В2X+В3t+В4t²) X,

где C_р0-удельная теплоёмкость воды, Дж/(кгК); В1=-5297.21 , В2=6942.68, В3=14.84, В4= -1.41510^-2

C_р0=4223.6+2.476tlg(t/100)

4.Коэффициент теплопроводности , Вт/(мК);

=₀(1-X)

где ₀ – коэффициент теплопроводности воды, Вт/(мК); = -0.12884.

₀=0.5545+0.00246t-0.00001184t²

5.Температура кипения t_кип, С;

где Р – давление, Па; а=-1.402 b=-0.982

Литература.

1. Касаткин А.Г. Процессы и аппараты химической технологии. 9-е изд., перераб. и доп. - М: Химия, 1973.

2. Павлов К.Ф. ,Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессы и аппараты химической технологии. 10-е изд., перераб. и доп. - Ленинград: Химия. 1987

3. Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. - Москва:1991..

4. Методические указания “курсовое проектирование по процессам и аппаратам химической технологии” – Ленинград 1989.

5. Курс лекций по процессам и аппаратам химической технологии.