- •Введение
- •Описаниетехнологическойсхемывыпарнойустановки
- •Индексы:
- •Исходныеданные:
- •Физико-химические свойства раствора, водяного пара и егоконденсата
- •Конструкционныйматериалаппаратов
- •Поверхностьтеплообменагреющихаппаратов
- •Расчётколичествавыпариваемогорастворителя
- •Температуракипенияраствораитемпературныедепрессии
- •Стандартныетемпературныедепрессии
- •Определение температуры кипения раствора итемпературнойдепрессииво iIкорпусепоправилуБабо
- •Суммарнаяполезнаяразностьтемператур
- •Температуры кипения растворов и температурывторичныхпароввкорпусахвыпарнойустановки
- •ТепловыебалансыВу
- •Поверхностьтеплообмена
- •Предварительныерасчёты
- •Уравнениетеплопередачииегорешение
- •Расчетповерхноститеплообмена
- •УточнениеW1и w2
- •1 1 �𝑄𝑄ок−𝑄𝑄пред�
- •2 2 �𝑄𝑄ок−𝑄𝑄пред�
- •Расходгреющегопара
- •Выборстандартноговыпарногоаппарата
- •Тепловаяизоляцияаппарата
- •Диаметры штуцеров и трубопроводов для материальныхпотоков
- •Механическийрасчётвыпарногоаппарата
- •Высотаидиаметрсепаратора
- •Расчёт толщины цилиндрической обечайки корпусааппарата
- •Расчёттолщиныэллиптическойкрышкиаппарата
- •Расчёттолщиныстенкиконическогоднищааппарата
- •Расчётповерхноститеплообмена
- •Блоксозданияиподдержаниявакуума
- •Выбортипаконденсатора
- •Режимныепараметрыработыконденсаторасмешения
- •Конструктивныеразмерыконденсатора
- •Расчёт и подбор вспомогательного оборудования выпарнойустановки
- •Вакуум-насос
- •Перекачивающиенасосы
- •Конденсатоотводчики
- •Ёмкости
- •Ёмкостьдляисходногораствора
- •Ёмкостьдляупаренногораствора
- •Списоклитературы
Описаниетехнологическойсхемывыпарнойустановки
Водный раствор нитрата калия со скоростью S0=11000 кг/ч и начальнойконцентрациейa0=10%масс.поступаетвтрубноепространствоподогревателя(II), где он за счёт теплоты конденсации греющего пара Pгр=4,2атм,подаваемоговмежтрубноепространствонагреваетсядоt0=92°C.Подогретыраствор поступает в I корпус (1), обогреваемый греющим паром. Раствор втрубах кипит при температуре t1и в виде смеси (пар+жидкость) поступает всепараторное пространство, где происходит её разделение на вторичный пар W1с параметрами θ1, h1и упаренный раствор S1с параметрами t1, a1, которыевыводятсяизкорпуса.
Упаренный раствор из I корпуса переходит во II корпус (2). Во II корпусепроисходит его дальнейшее упаривание до заданной конечной концентрацииa2=52% масс. за счёт теплоты конденсации вторичного пара, поступающего из Iкорпуса. Часть вторичного пара из I корпуса в виде экстра-пара E1=400 кг/чудаляетсянапроизводственныенужды.Циркуляцияраствораваппаратеестественная.
ВторичныйпарW2изIIкорпусаспараметрамиθ2,h2поступаетвбарометрическийконденсаторсмешения(3),гдеон,контактируясводойстемпературой t'в=29°C, конденсируется, значительно уменьшая свой объём, врезультатечегообразуетсявакуумPвак=640мм.рт.ст.(рисунок1).
F – коэффициент теплопередачи, Вт/м2*К;Θ–температуравторичногопара,°C;
δ–депрессия,°C;
S–производительность,кг/с;
W–количествоупариваемойводы,кг/с;
P–давление,МПаилиатмилибар;
r – скрытая теплота парообразования, кДж/кг;α–коэффициенттеплоотдачи,Вт/м2*К;
G–массовыйрасход,кг/с;
ρ–плотностькг/м3;
i,h–энтальпия,кДж/кг;
w–скорость,м/с.
Индексы:
I – порядковый номер;т–температурная;
г–гидравлическая;в– воды;
ст–стенка.
Исходныеданные:
Количество корпусов: 2ВыпариваемырастворKNO3
Производительность по исходному раствору𝑆𝑆
=11000кг=3,06кг
Концентрация раствора:начальная a0=10% масс.конечная a2=52% масс.Температурараствора:
навходевподогреватель:tн=20°C
навходевIкорпус:t0=92°C
0 ч с
Температураохлаждающейводынавходевконденсаторt'в=29°C
ВакуумPвак=640мм.рт.ст.
Отбор экстра-пара из I корпуса E1=400 кг/чДавление греющего параPгр=4,2атм
Физико-химические свойства раствора, водяного пара и егоконденсата
Для теплотехнических расчётов аппаратов требуется знание следующихфизико-химическихсвойств веществ[1,стр.9]:
температуры кипения раствора при нормальном (атмосферном) давлениивзависимостиотконцентрациирастворённоговещества;
теплоёмкости, кинематической вязкости и теплопроводности раствора взависимостиоттемпературыиконцентрациирастворённоговещества;
температуры водяного пара на линии насыщения в зависимости отдавления;
энтальпии водяного пара на линии насыщения в зависимости оттемпературы(давления);
теплопроводности, плотности, вязкости, а также теплотыпарообразованияводыналиниинасыщениявзависимостиотдавления.
Подавлениюгреющегопаранаходим[2,стр.66-67,табл.12,13]:
температуругреющегопара:𝑇𝑇Г=144,8°𝐶𝐶;
энтальпияпара:ℎП
=2740,35кДж;
кг
теплота парообразования:𝑟𝑟=2131кДж;
кг
теплопроводность конденсата:𝜆𝜆К
=0,6845Вт;
м∗К
плотность конденсата:𝜌𝜌К
=922кг;
м3
вязкость конденсата:𝜇𝜇К=194,4∗10−6Па ∗с.
РастворKNO3[1,стр.56-62]:
температурараствора:𝑡𝑡=92,0 °𝐶𝐶;
плотность:𝜌𝜌Р
=1023кг;
м3
вязкостькинематическая:𝜈𝜈=0,3320∗10−6м2;
с
теплоёмкость:𝐶𝐶𝑃𝑃
=3,86кДж;
кг∗К
теплопроводность:𝜆𝜆=0,661Вт.
м∗К