9. Расчет толщины тепловой изоляции выпарного аппарата.

Потери теплоты в окружающую среду были приняты 5% от полезно используемой теплоты.

Суммарный коэффициент теплоотдачи в окружающую среду лучеиспусканием и конвекцией определяют по эмпирической формуле:

где: – температура наружного слоя изоляции.

Исходя из требований техники безопасности, температура наружной поверхности аппарата, работающего в закрытом помещении, не должна превышать . Примем .

.

Необходимую толщину изоляции слоя тепловой изоляции находят из равенства поверхностной плотности тепловых потоков через слой изоляции и от поверхности изоляции в окружающую среду:

[6, стр.67],

где: – коэффициент теплопроводности выбранного материала изоляции.

[2; таб.XXIII, стр.443].

Материал изоляции – стеклянная вата.

– температура конденсации греющего пара (аппарат обогревается паром).

.

10. Эксергетический баланс для процесса выпарки.

Принимаем t_ос= 20⁰С

Т_ос=20+273=293 К

Р_ос=100кПа

h_ос=84 кДж/кг

S_ос=0,296 кДж/кг К

• Эксергия греющего пара.

e_n1=h_n1-h_ос-T_ос(S_n1-S_ос)

параметры греющего пара при Р=3,0 кгс/см²

Т=132,9⁰С

h_n1=2725,5 кДж/кг

S_n1=6,993 кДж/кг К

e_n1=2725,5-84-293(6,993-0,296)=679,28 кДж/кг=679,28 Дж/кг

Е _1,n1=m* e_n1=0,226*679,28=181,37Вт

где m – количество греющего пара, кг/с

• Эксергия исходного раствора.

11.Заключение.

В итоге, к установке для выпарки раствора KCL c исходной концентрацией 5% и конечной 30% принимаем однокорпусную выпарную установку непрерывного действия.

В качестве греющего агента выбран водяной пар как наиболее дешевый (а также наиболее используемый в производстве) агент. Первичный пар получен из парогенератора, а после использования удаляется в атмосферу.

Процесс выпарки проходит под атмосферным давлением.

В качестве выпарного аппарата принят аппарат с вынесенной зоной кипения. Так как данные устройства универсальны и удобны в эксплуатации, а также обеспечивают хорошую теплопередачу. К достоинствам данного вида аппаратов можно отнести то, что он работает при более интенсивной естественной циркуляции, обусловленной тем, что циркуляционная труба не обогревается, а подъемные и опускной участки циркуляционного контура имеют значительную высоту. Также выносная нагревательная камера легко отделяется от корпуса аппарата, что облегчает и ускоряет ее чистку и ремонт. Кроме того, ревизию и ремонт нагревательной камеры можно производить без полной остановки аппарата, если присоединить к его корпусу две камеры. Исходный раствор поступает под нижнюю трубную решетку нагревательной камеры и, поднимаясь по кипятильным трубам, выпаривается. Вторичный пар отделяется от жидкости в сепараторе и, пройдя брызгоуловитель, удаляется сверху сепаратора. При непрерывной выпарке концентрация раствора ближе к конечной в течение всего процесса.

Исходный раствор первоначально (до попадения в выпарной аппарат) подогревается в подогревателе, что обеспечивает экономию пара, используемого в выпарном аппарате.

Вся трубопроводная арматура, имеющая непосредственный контакт с выпариваемым растворам изготовлена из нержавеющей хромированной стали, что довольно дорого, но обеспечивает чистоту получаемого продукта, исключая попадение посторонних включений (например ржавчины с труб).

Оглавление:

Стр.

1. Введение……………………………………………………………………………….....3

1.1 Выпаривание. Общие сведения…………………………………………………………3

2. Материальный баланс…………………………………………………………………...4

3. Определение температур и давлений в основных точках технологической схемы...5

3.1 Определение температуры греющего пара…………………………………………..5

3.2 Определение гидравлическая депрессия Δt_г.с………………………………………..6

3.3 Определение температурной депрессии Δt_депр………………………………………6

3.4 Определение гидростатической депрессии Δt_г.э……………………………………..6

3.5 Определение температуры кипения раствора на среднем уровне t_кип……………..7

3.6 Определение температуры греющего пара…………………………………………..7

3.7 Определение полной и полезной разности температур………………………….....7

4. Расчет выпарного аппарата………………………………………………………………8

4.1 Тепловой баланс выпарной установки……………………………………………….8

4.2 Расчет ориентировочной площади поверхности теплообмена……………………..9

4.3 Точный расчет коэффициента теплопередачи………………………………………9

5. Расчет и подбор теплообменных аппаратов……………………………………………12

5.1 Расчет теплообменника №1(подогревателя)….…………………………………….12

5.2 Расчет теплообменника №2 (охлаждающего)…...………………………………….16

6. Расчет и выбор емкостных аппаратов...………………………………………………...20

7. Расчет и подбор трубопроводов………………………………………………………..21

8. Расчет толщины тепловой изоляции……………………………………………………24

9. Расчет насоса……………………………………………………………………………26

10. Эксергетический баланс………………..………………………………………………30

11.Заключение