5. Основные расчеты

Исходные данные для расчета

1. Массовая производительность установки

по выпаренной воде: W = 1200кг/ч

2. Концентрация сухих веществ в бульоне:

начальнаяСВ_н= 12%

конечная СВ_к = 27%

3. Давление греющего пара в первом корпусе: р_п= 0,060МПа

4. Внутренний диаметр трубки: d_в= 30мм

5. Длина трубки: l = 3м

6. Толщина стенки трубки: δ = 2,5 мм

7. Температура вторичного пара в третьем корпусе: t_вп3 = 65⁰C

8. Число часов работы аппарата в сутки: Θ = 7ч

9. Кэффициенты теплопередач по корпусам в Вт/м2 соответственно по корпусам:

K₁= 1650

K₂= 110

K₃ = 70

10. Число рабочих дней в году: z₀= 260

5.1Материальный расчет

5.1.1. Определяем массовый расход поступающего молока S_н. Предварительно расход выпаренной воды:

откуда

5.1.2. Производительность выпарной установки по молоку S_к

–W =2142,85 – 1200 = 942,85 кг/ ч

5.2. Тепловой расчет

5.2.1. Определяем полную разность температур выпаривания

где – температура греющего пара, определяема по заданному давлению р_п= 0,143МПа. В таблице свойств насыщенного пара находим , энтальпия параi^// = 2693 кДж / кг, конденсата i^/ = 456,3 кДж / кг, плотность пара кг / мкг / м³.

5.2.2. Расчитаем полную полезную разность температур выпаривания ()

5.2.3 Принимаем следующее соотношение массовых количеств выпариваемой воды по карпуса на основании технологии выпаривания бульонов:

W₁ :W₂ : W₃ = 1: 0,70 : 0,75

5.2.4. Определяем массовые расходы воды (вторичного пара), выпариваемые в корпусах (аппаратах) МВУ.

В 1-ом корпусе:

Во 2-ом корпусе:

В 3-ем корпусе:

5.2.5. Рассчитываем массовые концентрации по корпусам установки.

Концентрация на выходе из 1-ого корпуса:

где кг/с =– массовый расход бульона, поступающего из первого во второй корпус МВУ.

Концентрация на выходе из 2-ого корпуса:

где кг/с =– массовый расход бульона поступающего из второго в третий корпус МВУ.

Концентрация на выходе из 3-го корпуса:

где кг/с =– массовый расход бульона поступающего из третьего корпуса МВУ (производительность МВУ по готовому продукту).

5.2.6. Распределяем перепад давлений по корпусам МВУ.

Разность между давлением греющего пара и давлением вторичного пара (давление в барометрическом конденсаторе):

Давление вторичного пара определяем по его температуре t_вт = 82р_вт= р_к =51342 Па. Давление греющего пара р­_п = 137340 Па.

Предварительно распределим перепад давлений ) поровну между корпусами, то есть на каждый корпус примем:

Тогда абсолютное давление по корпусам определятся:

В 3-ем корпусе:

Во 2-ом корпусе:

В 1-ом корпусе:

2.2.7. При заданных коэффициентах теплопередачи их соотношение будет

5.2.8. Принимаем соотношение количеств теплоты, передаваемые через поверхности теплопередачи корпусов:

5.2.9. Предварительно принимаем соотношения площадей корпусов, принятые в технологии выпаривания бульонов:

5.2.10. Определяем параметр А, характеризующий удельный перепад температур, при условии получения корпусов с равными поверхностями теплопередачи.

5.2.11. Рассчитываем полезные разности температур по корпусам.

В 1-ом корпусе:

Во 2-ом корпусе:

В 3-ем корпусе:

Проверяем сумму

5.2.12. Рассчитываем t­_кип. по корпусам

1-ый корпус:

2-ой корпус:

3-ий корпус:

5.2.13. Рассчитываем тепловые нагрузки по корпусам

В 1-ом корпусе:

Молоко подаётся на выпаривание в 1-ый корпус, подогретым до температуры кипения.

2-ой корпус:

В 3-ем корпусе:

5.2.14. Расход греющего пара в первом корпусе

5.2.15. Удельный расход греющего пара в 1-ом корпусе:

5.2.16. Удельный расход греющего пара во 2 корпусе:

5.2.17. Рассчитаем площади теплопередачи корпусов МВУ.

1-ый корпус.

2-ой корпус.

3-ий корпус.

Конструктивный расчет выполняем только для одного корпуса. Выбираем аппарат 1-ого корпуса с = 30,4 м_­²