- •Многокорпусная выпарная установка с равными поверхностями нагрева
- •Основные условные обозначения.
- •Индексы
- •1. Цель и задачи курсового проектирования
- •2. Проработка общих вопросов
- •2.1. Выбор места размещения установки
- •2.2. Теплофизические свойства раствора, водяного пара и его конденсата
- •2.3. Выбор типа выпарного аппарата
- •2.4. Конструкционный материал выпарных аппаратов
- •2.5. Технологическая схема выпарной установки
- •3. Расчет1 подогревателя исходного раствора
- •3.1. Расчет тепловой нагрузки
- •3.2. Расход греющего пара в подогревателе
- •3.3. Расчет требуемой поверхности теплообмена подогревателя
- •4. Расчет выпарных аппаратов
- •4.1 Расчет поверхности теплообмена греющих камер выпарных аппаратов
- •Алгоритм расчета.
- •4.2. Размеры сепарационного пространства.
- •4.3. Тепловая изоляция аппарата
- •4.4. Диаметры штуцеров и трубопроводов для материальных потоков
- •4.5. Механический расчет элементов аппарата
- •5. Блок создания и поддержания вакуума
- •5.1. Расчет барометрического конденсатора смешения
- •5.2 Расчет и выбор вакуум-насоса.
- •6. Расчет и выбор вспомогательного оборудования
- •6.1 Перекачивающие насосы.
- •7.2 Графическая часть проекта.
- •7.3 Защита проекта.
- •Приложение 1. Теплофизические свойства растворов некоторых солей.
- •Температура кипения (t, )
- •1.2. Плотность ( )
- •1.3. Кинематическая вязкость ( )
- •1.4. Теплоемкость ( )
- •1.5. Критерий прандтля
- •1.6. Коэффициент температуропроводности ( )
- •Приложение 2 физические свойства воды и водяного пара на линии насыщения
- •2.1. Физические свойства воды на линии насыщения
- •2.2. Физические свойства водяного пара на линии насыщения
- •Приложение 3 пример расчета подогревателя
- •Приложение 4 уточненный выбор конструкции теплообменника и его размеров
- •Приложение 5 пример расчета двухкорпусной выпарной установки
- •Расчет температуры кипения t2 и температурной депрессии 2 для II корпуса
- •Расчет комплексов а1 и а2.
- •Расчет величин b01 и b02.
- •Пример расчета барометрического конденсатора смешения и вакуум-насоса
- •Рекомендуемая литература
2.4. Конструкционный материал выпарных аппаратов
В качестве конструкционных материалов для выпарных аппаратов используются углеродистые и легированные стали различных марок в зависимости от корродирующего воздействия на них рабочих растворов [4,10].
2.5. Технологическая схема выпарной установки
Выпарная установка непрерывного действия может быть представлена в виде сочетания трех технологических блоков: 1 – теплообменник для подогрева исходного раствора, 2 – два (три) корпуса для концентрирования (упаривания) раствора и 3 – блок создания и поддержания вакуума.
Полная схема прямоточной многокорпусной выпарной установки представлена в [5,6].
Первый блок предназначен для нагревания исходного раствора до температуры, близкой к температуре насыщения при рабочем давлении в первом корпусе.
В качестве теплоносителей обычно используют водяной пар, его конденсат или экстра-пар из первого корпуса выпарной установки. Однако, в последнем случае нагрев исходного раствора возможен лишь до температуры ниже кипения раствора при том же давлении.
Второй блок составляет собственно двух- или трехкорпусную выпарную установку. При разработке схемы этого блока следует стремиться к возможно большей энергетической эффективности установки за счет снижения расхода теплоты путем использования экстра-пара, рекуперации теплоты конденсата и т.п.
Третий блок создания и поддержания вакуума служит для обеспечения рабочего (как правило, заданного) давления в последнем по ходу раствора корпусе установки. Вакуум создают конденсацией вторичного пара, уходящего из последнего корпуса в конденсаторе (чаще всего – в барометрическом конденсаторе смешения). Поддержание вакуума осуществляют с помощью вакуум-насоса, отсасывающего из конденсатора неконденсирующиеся газы (прежде всего, воздух).
Разработка технологической схемы установки включает укомплектование ее вспомогательным оборудованием: емкостями исходного и упаренного растворов, перекачивающими насосами, конденсатоотводчиками, запорно-регулирующей арматурой и т.п. В большинстве случаев используют (циклично работающие) два вакуум-сборника для упаренного раствора. В один из них, находящийся под вакуумом, принимают раствор из корпуса, а из другого в это время при атмосферном давлении раствор насосом перекачивают на склад. Заполненный упаренным раствором вакуум-сборник соединяется с атмосферой (для облегчения откачки насосом); а для заполнения другого вакуум-сборника его соединяют с вакуумной линией. В последующем цикл работы каждого из вакуум-сборников повторяется. Такая схема отвода раствора, обеспечивая непрерывность работы установки, позволяет избежать кавитации в перекачивающем насосе и уменьшить потребляемую насосом мощность.
На этом этапе выполнения курсового проекта работа над технологической схемой выпарной установки завершается вычерчиванием ее на миллиметровой бумаге с условными обозначениями материальных и тепловых потоков, которые по мере расчета следует дополнять их численными значениями.
3. Расчет1 подогревателя исходного раствора
Расчет этого теплообменника заключается в определении тепловой нагрузки Q, расхода греющего пара Dпод, необходимой поверхности теплообменника F и подбора теплообменника по каталогам.