vyparka_v20
.doc
Московская государственная академия тонкой химической технологии
им. М.В. Ломоносова.
Кафедра процессов и аппаратов химической технологии
Рассчет двухкорпусной выпарной установки
вариант № 20
Выполнил студент гр. ХТ-311 Филатов И.Ю.
Преподаватель Карасев В.В
Москва 2003.
Схема выпарной установки
Задание:
р-р MgCl2
S0 = 31000 кг/ч = 8,6 кг/с
Е = 3400 кг/ч = 0,94 кг/с
t0 = 84 °C
a0 = 2 %
a2 = 33 %
Pвых = 695 мм.рт.ст.
Ргр = 4,5 кг/см2
а, % |
10 |
25 |
50 |
φ |
0,83 |
0,67 |
0,51 |
Рассчитать:
-
F, количество трубок n, ходов i подогревателя
-
Поверхность теплообмена в корпусах
-
Dгр кг/ч
-
G кг/ч
-
Производительность Uв м3/ч
-
Нтр, dтр
1. Определение количества выпаренной воды.
По W1 находим а1:
2. Определение движущей силы всей установки.
(по [1] табл. LVII)
C
(принимаем потерю давления при переходе из первого корпуса во второй)
C (по [2] табл. 1)
C (по [2] табл. 1)
Па (по [1] табл. LVI)
Используя правило Бабо найдем давление во втором корпусе:
Па
Па
(по [1] табл. LVII)
t2 = 52,0 C
2 = 43,5 C
Найдем температурную депрессию во втором корпусе:
C
C
По существующей закономерности
C C
Наименование |
Обозн. |
Ед. изм. |
Предварительное приближение |
Первое приближение |
||
I |
II |
I |
II |
|||
Темп. греющего пара |
Ti |
C |
147 |
102,6 |
147 |
92,8 |
Полезная разность темп. |
|
C |
42,1 |
50,6 |
44,2 |
48,6 |
Темп. кипения р-ра |
Ti |
C |
104,9 |
52,0 |
102,8 |
44,2 |
Темп. депрессия |
|
C |
0,8 |
8,5 |
8,5 |
0,8 |
Темп. вторичного пара |
i |
C |
104,1 |
43,5 |
94,3 |
43,4 |
Гидравлич. депрессия |
|
C |
1,5 |
- |
1,5 |
- |
Давление греющего пара |
Piгр |
Па |
|
|
|
|
Давление в корпусе |
Pi |
Па |
|
|
|
|
Теплосодержание греющего пара |
hiгр |
Дж/кг |
|
|
|
|
Теплосодержание вторичного пара |
ii |
Дж/кг |
|
|
|
|
Теплоемкость |
Cконд |
Дж/кг |
4190 |
4190 |
4190 |
4190 |
3. Определение тепловых нагрузок.
C02% = 4090 Дж/кг° (по [2], табл. 4)
Вт
Вт
Найдем F1:
k = 1000 – 1500.
м2
По [3] подберем марку стали, которая отвечает нашим требованием. Нам подходит сталь марки х18Н10Т. Для данной марки стали по [3] подбираем :
Принимаем H = 4 м и 57х2,5
4. Определение A1 и А2.
(по [1] табл. XXXIX и LVI)
Tгр1=147 C:
Tгр2=102,6 C:
где С=0,943
5. Определение В01 и В02.
6.
F |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
ΔΣ |
150 |
16,31 |
12,37 |
10,87 |
8,22 |
9,15 |
21,03 |
77,96 |
200 |
11,12 |
8,43 |
8,16 |
6,17 |
8,39 |
19,29 |
61,55 |
250 |
8,26 |
6,26 |
6,52 |
4,93 |
7,85 |
18,04 |
51,87 |
F |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
ΔΣ |
123 |
21,25 |
16,11 |
13,26 |
10,03 |
9,71 |
22,32 |
92,69 |
Δ1=21,25+13,26+9,71=44,22
Δ2=16,11+10,03+22,32=48,46
7. Определение действительного количества выпаренной воды в корпусах
Используя данные первого приближения определим действительное количество выпаренной воды в корпусах
8. Определение действительных тепловых нагрузок.
9. Определение коэффициента ошибки
10. Определение расхода греющего пара.
11. Расчет барометрического конденсатора
G1C1t1
W2i22
dтр
tв’’
°C
12. Определение диаметра барометрической трубы:
(по [1] табл. XXXIX)
принимаем равной 1,5 м/с
13. Определение высоты трубы.
режим турбулентный
14. Определение объема парогазовой смеси:
С
(по [2] табл. LVI)
m=1,25
=0,7
Рассчет подогревателя
Задание:
Водный раствор соли MgCl2 в количестве S0 = 31000 кг/ч нагревается в подогревателе от 20 до 84 °С. Обогрев подогревателя производится насыщенным паром с давлением Ргр = 4,5 кг/см2. Произвести проектный выбор теплообменника.
Рассчет:
1. Температурная схема
T1 гр = 147 °С (по [1] табл. LVII)
Δt1 = 147 – 20 = 127
Δt2 = 147 – 84 = 63
°С
2. Определение количества передаваемого тепла.
Вт
3. Определение расхода греющего пара.
(по [1] табл. LVI)
4. Рассчет термического сопротивление.
Материал труб: х18Н10Т λст = 2,5·10-3; δст =16,4
5. Рассчет коэффициента теплоотдачи.
Примем k = 1000 Вт/м2К
Теплообменник (по [1] табл. XXXIV)
одноходовой; 25х2; F = 40 м2; l = 2000 мм; n = 261
ν = 0,6·10-6 м2/с (по [2] табл. 3)
ρр = 1028,5 кг/м3 (по [2] табл. 2)
для °С
– переходный режим
ε
и ε ≈ 1, т.к (по [1] рис. XII)
Pr = 3,54 (по [1] табл. XXXIX)
λ = 64,8·10-2 Вт/мК (по [1] табл. XXXIX)
Вт/м2К
6. К рассчету интенсивности теплообмена при нагревании.
(по [1] табл. XXXIX)
ρ = 615 кг/м3
λ = 0,684 Вт/мК
μ = 187·10-6 Па·с
7. Рассчет коэффициента теплопередачи
k = 600 Вт/м2К
8. Рассчет поверхностного теплообмена
Теплообменник (по [1] табл. XXXIV)
одноходовой; 25х2; F = 40 м2; l = 2000 мм; n = 261
Список использованнной литературы:
-
Павлов К.Ф., Романков Н.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л., Химия,1987
-
Алексеев П.Г., Захаров М.К. Методические указания к курсовому проектированию прямоточных многокорпусных выпарных установок с равными поверхностями нагрева. М., 1999 г.
-
Лащинский А.А., Толщинский А.П. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. М., Машиностроение, 1970