Расчет выпарной установки
Использование современных выпарных установок в целлюлозно-бумажной промышленности. Определение температурного режима и схемы работы установки. Расчет вспомогательного оборудования. Основные технико-экономические показатели работы выпарной установки.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.03.2012 |
| Размер файла | 217,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
b0 = 0,08639+0,47022 (16/100) +0,38097 (16/100) 2-1,5244 (16/100) 3+3,5265 (16/100) 4=0,167445
b = 0,61724 - 0,36583 (16/100) + 6,29912 (16/100) 2-24,4779 (16/100) 3+43,0965 (16/100) 4=0,647948
Т = 273 + 70,32= 343,32 К
н = 0,167225·10-6ехр (0,647948·108· 343,32-3) =8,29·10-7 м2/с
Сравнивая рассчитанные значения Re, выбираю второй теплообменник, так как для него критерий Рейнольдса имеет наибольшее численное значение, т. е с площадью поперечного сечения 0,038м2.
Рассчитываю расход греющего пара в нём:
где J1r,ck1 и tk1 - параметры греющего пара и конденсата первого корпуса выпарной установки.
кг/с
Аналогично провожу расчёт расхода греющего пара для второго подогревателя:
Gp2=Go-W3-W4=26,11-4,91-4,47=16,73 кг/c;
Вт
кг/с
2.4 Расчет и выбор насосов
Объемная производительность равна:
где G - массовый расход раствора, перекачиваемого насосом, кг/с,
с - плотность этого раствора, кг/м3.
Для сульфатного щелока плотность рассчитывается по формуле:
ср= с90-К· (tср - 90) - М· (tср - 90) 2
с90 = А +В·х,
где А=965,8 В=5,42; К=0,655; М=0,00225 [1];
с90 =965,8+5,42·16=1052,52 кг/ м3;
с =1052,52-0,65· (56-90) - 0,0025· (56-90) 2=1071,7 кг/ м3
м3/с
Рассчитываем сопротивление сети Нс, на которую работает насос:
где P1 - давление в баке исходного растворе (атмосферное), Па;
P2 - давление в аппарате, в который подается раствор (P2=P1), Па;
с - плотность воды, кг/м3;
Нг - геометрическая высота подъема жидкости, м. Принимаю Нг = 16 м. из конструкции аппарата [2];
hn - гидравлические потери во всасывающем и нагнетательном трубопроводе, в которые включены и гидравлические сопротивления теплообменника, установленного на линии нагнетания, м.
,
где ДР1 - гидравлическое сопротивление трубопроводов, находиться в пределах 3000…5000 Па [5]. Принимаю ДР1=5000 Па.
ДР2 - гидравлическое сопротивление кожухотрубчатого теплообменника при движении раствора по трубам, находиться в пределах 25000…35000 Па [5]. Принимаю ДР2=30000 Па.
м.
Сопротивление сети будет равно:
м.
По рассчитанным значениям объемной производительности и сопротивлению сети выбираю центробежный насос марки Х90/30 [2]:
Q = 2,5·10-2 м3/с; Н = 25 м; n = 48,3 c-1; зн = 0,7;
электродвигатель АО2-62-2:
Nн = 17 кВт; здв = 0,88.
2.5 Расчёт основных трубопроводов
К основным относят трубопроводы для подачи в аппарат греющего пара и раствора и для отвода из аппарата сокового пара, упаренного раствора и конденсата. При расчёте из уравнения массового расхода необходимо определить диаметры трубопроводов:
где G - массовый расход жидкости или пара, кг/с;
с - плотность жидкости или пара, кг/м3;
щ - скорость жидкости или пара по трубопроводу, м/с.
Массовые расходы раствора, конденсата и пара определяют для указанных аппаратов в соответствии со схемой установки. Плотность пара находим по таблице свойств насыщенного водяного пара [3] при соответствующих температурах греющего и сокового пара последнего корпуса. Плотность конденсата берём из таблицы физических свойств воды (на линии насыщения) [3]. Значение скорости принимают в соответствии с учебным пособием [3].
1) Расчет диаметра труб для подачи раствора:
G31 = Gн =26,11 кг/с;
щ31 =2 м/с [3]; с=1050 кг/м3;
м.
2) Расчет диаметра труб для отвода раствора:
G32 = Gн - W3 =26,11-4,47=21,64 кг/с;
щ32 =2 м/с [3];
x32=19,33%; t32=84,65°С;
с90 =965,8 +5,42·19,33 =1070,6 кг/м3;
с= 1070,6-0,66· (84,65 - 90) - 0,0025 (84,65 - 90) 2 =1074,2 кг/м3;
м.
3) Расчет диаметра труб для отвода конденсата:
Gк = D4к = D4г = W3 = 4,47 кг/с;
щк =2 м/с [3];
ск = 972 кг/м3 (при t4Г= 80,29°С) [3];
м.
4) Расчет диаметра труб для подвода греющего пара:
Gгп = D4г = W3 = 4,47 кг/с;
сгп = 0,2964 кг/м3 (при t4Г = 80,29°С) [3];
щгп =50 м/с (при Р= 47991 Па) [3];
м.
5) Расчет диаметра труб для отвода сокового пара:
Gсп = W4 = 4,91 кг/с;
Ссп = 0,1876 кг/м3 (при tсп = 68,6°С) [3];
щсп =50 м/с (при Р=29444 Па) [3];
м.
По рассчитанным значениям диаметров выбираем трубопроводы по ГОСТам, данные заносим в табл.14.
Таблица 14. Характеристики трубопроводов.
|
Параметры |
Для подачи раствора |
Для отвода раствора |
Для отвода конденсата |
Для подачи греющего пара |
Для отвода сокового пара |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
Диаметр трубы, мм |
133Ч4 |
133Ч6 |
56Ч3,5 |
620 |
820 |
3. Технико-экономические показатели работы выпарной установки
Теоретическая экономичность выпарной установки:
где W - расход воды, выпаренной во всех корпусах, кг/с;
D1 - расход греющего пара в первом корпусе, кг/с.
кг исп. влаги / кг гр. Пара
Действительная экономичность выпарной установки:
где D= (D1+?Dтi) ·1,1,?Dтi - расход греющего пара на теплообменные аппараты, кг/с.
D= (D1+?Dтi) ·1,1= (4,694+1,296+0,764) ·1,1 = 7,43 кг/с
кг исп. влаги / кг гр. Пара
Средняя паропроизводительность выпарной установки:
где F-площадь выпарного аппарата принятая по ГОСТу, м2;
n - число выпарных аппаратов в установке,
кг/м2·ч
Удельный расход пара в расчете на 1 кг испаряемой из раствора воды:
кг гр. пара/кг воды.
Библиографический список
1. Бушмелев В.Ю., Волков А.Д., Кокушкин О.А. Методические указания к выполнению курсового проекта: "Расчет выпарной установки", ч.1. СПбГТУРП, 1995. - 28 с.
2. "Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию", /Под ред. Ю.И. Дытнерского/ Изд.2-е М.: Химия, 1991. - 496 с.
3. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов.12-е изд. М.: ООО ТИД "Альянс", 2005. - 576 с.
4. Волков А.Д., Григорьев Г.П. Физические свойства щелоков целлюлозного производства.2-е изд. М.: Лесная промышленность, 1970. - 120 с.
5. Бушмелев В.Ю., Волков А.Д., Кокушкин О.А., А.И. Львов Методическое указание, ч.2. СПбГТУРП, СПб, 1995. - 23 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Приведение принципиальной схемы двухкорпусной выпарной установки. Расчет диаметров трубопроводов и штуцеров, толщины теплоизоляционных покрытий, теплообменника исходной смеси для конструирования выпарного аппарата. Выбор вспомогательного оборудования.
курсовая работа [366,2 K], добавлен 09.05.2011Предварительное распределение выпариваемой воды по корпусам установки. Определение температурного режима работы установки. Уточненный расчет поверхности теплопередачи и выбор выпарных аппаратов. Расчет барометрического конденсатора, вакуум-насоса.
курсовая работа [615,9 K], добавлен 14.03.2012Технологическая схема выпарной установки. Выбор выпарных аппаратов и определение поверхности их теплопередачи. Расчёт концентраций выпариваемого раствора. Определение температур кипения и тепловых нагрузок. Распределение полезной разности температур.
курсовая работа [523,2 K], добавлен 27.12.2010Процесс выпаривания водных растворов. Многокорпусные выпарные установки. Расчет схемы трехкорпусной выпарной установки. Вспомогательные установки выпарного аппарата. Концентрации растворов, удельные показатели использования вторичных энергоресурсов.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 01.08.2011Сущность и основные способы выпаривания, их преимущества и недостатки. Описание принципиальной и технологической схемы прямоточной трехкорпусной выпарной установки. Технологический расчёт выпарных аппаратов и выбор вспомогательного оборудования.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 22.10.2009Исследование процесса выпаривания дрожжевой суспензии. Расчет двухкорпусной прямоточной вакуум-выпарной установки с вынесенной зоной нагрева и испарения и принудительной циркуляцией раствора в выпарных аппаратах для концентрирования дрожжевой суспензии.
курсовая работа [183,9 K], добавлен 19.06.2010Испытание двухкорпусной выпарной установки. Материальный баланс установки. Коэффициенты теплопередачи по корпусам. Тепловой баланс установки. Испытание процесса ректификации. Экстракция. Описание установки и порядок выполнения работы. Абсорбция.
методичка [677,0 K], добавлен 17.07.2008Классификация и выбор многоступенчатой выпарной установки (МВУ). Выбор числа ступеней выпаривания. Определение полезного перепада температур по ступеням МВУ. Поверхность теплообмена выпарных аппаратов. Определение расхода пара на первую ступень МВУ.
курсовая работа [507,4 K], добавлен 27.02.2015Представление принципиальной схемы вакуум-выпарной установки, ее технологические характеристики. Расчет вспомогательного оборудования, барометрического конденсатора, теплообменного аппарата, штуцеров. Проверка на прочность и устойчивость аппаратов.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 20.01.2011Определение поверхности теплопередачи выпарных аппаратов. Распределение концентраций раствора по корпусам установки и соотношение нагрузок по выпариваемой воде. Применение конденсатора смешения с барометрической трубой для создания вакуума в установках.
курсовая работа [101,7 K], добавлен 13.01.2015
