3. Расчёт и выбор вспомогательного оборудования

3.1 Расчёт изоляции

Толщенную тепловой изоляции δ находят из равенства удельных тепловых потоков через слой изоляции от поверхности изоляции в окружающую среду:

α _в (t _ст2- t _в)= (λ_и /δ_и)(t _ст1 – t_ст2) (3.1)

где α _в =9,3+0,058 t _ст2 - коэффициент тепло отдачи от внешней поверхности изоляционного материала в окружающую среду,Вт/м² К;

t _ст2-температура изоляции со стороны окружающей среды, С°;

t _{ст1 -} температура изоляции со стороны аппарата t _{ст1 =} t _г1, С°;

t _в – температура окружающей среды,С°

λ_и -коэффициент теплопроводности изоляционного материала Вт/м К.

α _в = 9,3 + 0,058*45 =11,91 Вт

в качестве материала для тепловой изоляции выберем совелит (85% магнезии = 15% асбеста), имеющий коэффициент теплопроводности λ_и =0,09 Вт/м К.

Тогда получим

δ_и =0,09(183,3-45)/11,91(45-20)=0,04 м

3.2 Расчёт барометрического конденсатора

Расход охлаждающей воды определяем по формуле:

, (3.2)

где I_бк — энтальпия паров, поступающих в барометрический конденсатор, Дж/кг;

W_к— расход вторичных паров, поступающих из последнего корпуса, кг/с;

t_н — начальная температура воды, єС;

t_к — конечная температура воды, єС;

С_в — теплоёмкость воды, Дж/кгК.

Диаметр барометрического конденсатора рассчитываем по формуле:

, (3.3)

где ρ_п — плотность паров, кг/м³;

ν — скорость паров, принимаем ν = 25 м/с.

По нормалям подбираем барометрический конденсатор с сегментными полками внутренним диаметром D_бк =1000 мм, и внутренним диаметром барометрической трубы d_бт = 200 мм.

Скорость воды в барометрической трубе определяем из соотношения:

Высоту барометрической трубы определяем по уравнению:

, (3.4)

где В — вакуум в барометрическом конденсаторе ;

Σξ — сумма коэффициентов местных сопротивлений;

λ — Коэффициент трения в барометрической трубе;

ν_в — скорость воды, м/с;

d_бт — диаметр барометрической трубы, м;

В = 0,8 · 9,81·10⁴ = 7,85·10⁴ Па;

Σξ = ξ_вх + ξ_вых = 0,5 + 1 = 1,5;

Для определения коэффициента трения находим критерий Рейнольдса:

При Re = 209050 коэффициент трения для шероховатых труб λ = 0,026

Заключение

В курсовой работе рассмотрена трёхкорпусная выпарная установка, произведены основные расчеты по определению поверхности теплоотдачи выпарного аппарата, концентрации упариваемого раствора К2СО3. Исходя из свойств соли был выбран аппарат первого типа с первым исполнением, выпарной трубчатый аппарат с принудительной циркуляцией, с сосной греющей камерой и солеотделением. Упариванием раствора, выделяющиеся кристаллы, удаляются промывкой.

Библиографический список

1. Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии [Текст]: учебник / Ю.И. Дыднерский М:. Химия, 1991.-494с.

2. Павлов К.Ф Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии [Текст]: учебник / К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А Носков.- Л.: Химия,1987.-576 с.

3. Справочник химика / Б.Н. Николенский. Т. 1-6.-М.;Л.:химия, 1966.

4. Аппараты выпарные трубчатые вертикальные общего назначения: Каталог.- М.:ЦИНТИхимнефтемаш,1