Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

Химия->Реферат
Ограниченный рабочий диапазон рН и сорбционная активность остаточных силанольных групп сорбентов на основе силикагеля стимулировали разработку полимер...полностью>>
Химия->Контрольная работа
Синтетические полимеры получают полимеризацией мономеров Мономеры в процессе полимеризации поставляют повторяющиеся единицы; например, акриловая кисло...полностью>>
Химия->Дипломная работа
Получение слоистых пластиков связано с изготовлением на разных этапах технологического процесса слоистых наполнителей – тканей, бумаг, шпона - поверхн...полностью>>
Химия->Контрольная работа
Все свойства простых и сложных систем ионогенных ПАВ определяются электростатическими взаимодействиями Свойства неионных ПАВ контролируются совершенно...полностью>>

Главная > Курсовая работа >Химия

Сохрани ссылку в одной из сетей:

1

Условие задачи

Рассчитать двухкорпусную выпарную установку непрерывного действия для выпаривания So = 12 000 кг/час раствора соли KNO3 от начальной концентрации a1 = 8% вес. до конечной a2 = 55 % вес. Слабый раствор соли подогревается в теплообменнике от tн = 30 ˚C до to = 82 ˚C. Давление греющего пара Pгр = 4,5 ата. Вакуум во втором корпусе составляет Pвак = 690 мм рт. ст. Выпарная установка обсуживается барометрическим конденсатором смешения, питающегося водой с tв = 20 ˚C. Из первого корпуса отводится E = 300 кг/час экстра-пара.

Определить:

  1. Расход греющего пара в выпарном аппарате и подогревателе;

  2. Поверхности теплообмена подогревателя и выпарных аппаратов;

  3. Расход охлаждающей воды в конденсаторе;

  4. Диаметр и высоту барометрической трубы.

Схема двухкорпусной выпарной установки



Расчет подогревателя

Исходные данные:

So = 12 000 кг/час;

a1= 8 %;

a2= 55%;

tн= 30 ˚C;

to= 82 ˚C;

tв= 20 ˚C;

а) Справочные данные* f = y = о = 

для раствора а = 8%, to = 82 ˚C

09кг/м3

= 3,91-6 м2

 = · = 3,91-6 м2/с·09кг/м = 3,94519·10-3 Пас

rр = 2304 кДж/кг

tнас = 100,7 ˚C

r = 2253 кДж/кг

657Вт/мК

б) Пересчет единиц

1.Количество передаваемого тепла от конденсатора к воде

Q = Sorр = 3,33кг/с2304 кДж/кг = 7672 (кВт)

2.Расход греющего пара

Дгр = Q/r = 7672 / 2253 = 3,405 (кг/с)

3.Подготовка к расчету коэффициента теплопередачи

; ;

а) t = tконtкип = 18,7 ˚C

б) Расчет A

С = 0,943 (вертикальный теплообменник); Ao = 13·103.

Для выбора высоты теплообменника надо оценить Fор, а для этого нужно задаться К (К < меньш).

Кор = 1000 Вт/м2; , в каталоге – 497 м2.

H = 1400 мм

в) dn·s = 38х2 [6, стр. 415]

г)

д) Расчет параметра В

4.Расчет коэффициента теплопередачи

№ итерации

К новое

К

1

1000

1940,997

2

1940,997

1860,799

3

1860,799

1866,738

4

1866,738

1866,293

5

1866,293

1866,326

6

1866,326

1866,324

7

1866,324

1866,324

Красч = 1866 (итог четвертой итерации)

5.Расчет поверхности теплообмена

Уточнение подбора по каталогу, при условии, что Fкатал > Fрасч; Hкатал < 1,4 м

Выбираем одноходовой теплообменник типа ТН или ТЛ: F = 239 м2, H = 1,2 м, -3 м.

Расчет двухкорпусной выпарной установки

Исходные данные:

So = 12 000 кг/час;

ao = 8 %;

a2 = 55 %;

tн = 30 ˚C;

to = 82 ˚C;

Pгр = 4,5 ата = 4,413 бар;

Pвак = 690 мм рт. ст.;

tв= 20 ˚C;

E = 300 кг/час.

а) Справочные данные из [1] и [2]

a%, масс

0

5

10

15

20

25

30

40

60

8

55

tкип, ˚С

100

100,5

100,9

101,2

102,1

104,1

108,2

100,7

107,0

= q

1

0,98

0,96

0,94

0, 92

0,9

0,88

0,84

0,76

0,968

0,78


б) Пересчет единиц

; ; ;

  1. Расчет количества выпаренной воды и распределение ее по корпусам. Расчет концентрации a1

  1. Расчет температурных депрессий и температур кипения

При концентрации a1 = 17,3%, ta1  101,4 ˚С;

1 = ta1 – tст = 101,6 -100,0 = 1,4 ˚C

Во втором корпусе считаем по правилу Бабо.

Абсолютное давление PII = Pатм – Pвак = 1,033 – 0,842 = 0,191 атм = 0,188 бар

(Ps)ст берется из таблицы насыщенных паров для температуры кипения раствора при a2 = 55% (tкип = 107 ˚С). (Ps)ст = 1,294 бар. [3, таблица 1].

; (бар)

По давлению 0,240 бар ищем температуру кипения раствора во втором корпусе: tкип = 64,08 ˚C. Определяем при давлении 0,188 бар:  58,7 ˚C [3, таблица 2].

Поправка Стабникова не вводится, т.к. растворение соли KNO3 является эндотермическим [4, таблица XXXVII].

II = t кип – II = 64,0 – 58,7 = 5,3 ˚C.

  1. Суммарная полезная разность температур

По Pгр = 4,5 ата  4,4 бар находим по таблице насыщенных паров [3, таблица 2] находим T1 = 147,1 ˚C.

Г(1-2) примерно от 1 до 3 ˚C. Принимаем Г(1-2) = 1,7 ˚C.

(˚С)

Распределяем произвольно по корпусам:

1 = 40 ˚C;

2 = 40 ˚C.

  1. Таблица первого приближения

Символ

I приближение

Предварительный вариант

Окончательный вариант

I корпус

II корпус

I корпус

II корпус

T

147,1

104

143,9

40

40

t

107,1

64

64

1,4

5,3

5,3

101,7

58,7

58,7

Г

1,7

1,7

a%

17,3

55

17,3

55

Pгр

4,4

0,239

4,5

P

1,29

0,188

0,188

h

2742

2616

2742

i

2713

2607

2607

t – температура кипения раствора. t = T – 

 – температура вторичного пара  = t - 

P – давление внутри корпуса (по таблице свойств воды и пара на линии насыщения при t)

по таблице сухого насыщенного пара ;-\

  1. Уточнение значений Wi (W1, W2)

Составим тепловой баланс по второму корпусу:

Теплоемкость исходного раствора Co = 3,94 кДж/кгград [1]

Теплоемкость конденсата Cк = 4,23 кДж/кгград [5]

Теплоемкость растворителя Cр = 4,20 кДж/кгград [5]

= 1,384 [кг/с]

Подготовка к расчету поверхности теплообмена

А – множитель в выражени для коэффициента теплоотдачи от конденсирующегося пара к поверхности нагрева;

B – множитель в выражении для коэффициента теплоотдачи от поверхности нагрева к кипящему раствору.

а) Расчет AI и AII.

. Принимаем Kор = 1100 Вт/м2K. 2]

С = 0,943 [5, стр. 149]

A0I = 13,0103, A0II = 12,2103 [5, стр 138]

По справочнику находим для F = 82 м2 высоту выпарного аппарата H = 3,5 м. [6, стр. 416].

б) Расчет BоI и BоII.

(бар)

(бар)

Для выпарного аппарата выбираем материал Х-28 хлористая сталь,

 4,25 ккал/(м·град·ч)  4,94 Вт/мК. = 2 мм = 0,002 м

  1. Расчет комплексов для расчетного уравнения

Корпус

I

386,3

2813

1402

51562

37,22

43,54

II

336,6

2341

1146

153146

53,50

81,78

5154

2548

90,72

123,61

ст1 = ст2, ст1 = ст2.

Определение поверхности теплообмена F

Используя в программе Microsoft ® Excel 97 функцию поиска определенного результата для ячейки с помощью подбора значения другой ячейки, находим F для  = 80 ˚С.

F, м2

F4/3

F1/3

66,348

268,598

19,190

38,401

4,048

22,410

80,000

Уточнение 1 и 2

Fрасч = 48,74 м2;

1 = 54,747 ˚C

2 = 25,254 ˚C

1+2 = 54,747 + 25,254 = 80,000 ˚C

невязка отсутсвует.

  1. Уточненный конечный вариант таблицы

Символ

II приближение

Предварительный вариант

Окончательный вариант

I корпус

II корпус

I корпус

II корпус

T

147,1

104

147,1

103,2

40

40

40,8

39,2

t

107,1

64

106,3

64

1,4

5,3

1,4

5,3

101,7

58,7

104,9

58,7

Г

1,7

1,7

1,7

1,7

a%

17,3

55

17,3

55

Pгр

4,4

0,24

4,5

1,13

P

1,29

0,188

1,2

0,188

h

2742

2616

2742

2659

i

2713

2607

2684

2607

P1 - по (по таблице насыщенных паров)

P11 гр - по T из таблицы

t – температура кипения раствора. t = T – 

 – температура вторичного пара  = t - 

P – давление внутри корпуса (по таблице свойств воды и пара на линии насыщения при t)

по таблице сухого насыщенного пара ;-\1,1,1267 1,1668

  1. Новая проверка Wi и Qi

а)

= 1,376 [кг/с]

б)

  1. Сопоставление значений QI и QII и Q’I и Q’II

Расхождение менше 5%  найденные значения тепловых нагрузок Q1 = 3462 кВт, Q2 = 1260 кВт, потоков W1 = 1,384 кг/с, W2 = 1,346 кг/с, Q1 = 3462 кВт, Q2 = 1260 кВт., поверхности = 50 м2 и параметров процесса (см. табл.) принимаем как окончательные.

  1. Расход греющего пара в первом корпусе

В курсовой работе – по каталогу далее выбираем аппарат с F > такого-то и H < такого-то

Расчет барометрического конденсатора

Температура конденсации конд = II - Г = 58,7 – 1,7 = 57,0 (˚C).

По конд определяем давление в конденсаторе Pконд = 0,173 бар. [3, табл. 1].

  1. Расход воды на конденсацию

  1. Расчет потока газа, который образуется в конденсаторе

а) Расчет расхода парогазовой смеси

GГ = [0,025·(Gв + W2) + 10·W2]10-3 = [0,025(22,51 + 1,346) + 101,346]10-3 = 14,0610-3 кг/с

б) Расчет температуры парогазовой смеси

в) Парциальное давление газа

Pп = 0,0367 бар. [3, табл. 1].

PГ = Pконд – Pп = 0,173 – 0,0367 = 0,136 бар.

г) Объемный поток отсасываемого газа (по ур-ю Менделеева-Клапейрона)

  1. Расчет барометрической трубки

а) Расчет диаметра барометрической трубки по уравнению Бернулли

Примем скорость движения жидкости по трубе: Wб.т = 0,6 м/с.

в из таблицы при t’’.

Смотрим по сортаменту труб dб.тр. = 240 мм.

б) Высота барометрической трубы (по уравнению Бернулли)

(l = 10 м по ГОСТу)

Список литературы

  1. Бурович Б.М., Горелов А.Я., Межерецкий С.М. Справочник теплофизических свойств растворов. Ташкент, 1987.

  2. Гельперин И.И, Солопенков К.Н. Прямоточная многокорпусная выпарная установка с равными поверхностями нагрева. Москва, 1975.

  3. Ривкин С.Л., Александров А.А. Теплофизические свойства воды и водяного пара. Москва, «Энергия», 1980.

  4. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Издательство «Химия», 1981.

  5. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. Москва, «Энергия», 1973.

  6. Лащинский А.А, Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Москва, 1980.

  7. Айнштейн В.Г., Захаров М.К., Носов Г.А. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии (книга 1). Издательство «Химия», 1999.

Содержание

Условие задачи 1

Схема двухкорпусной выпарной установки 1

Расчет подогревателя 2

Исходные данные: 2

а) Справочные данные 2

б) Пересчет единиц 2

1. Количество передаваемого тепла от конденсатора к воде 2

2. Расход греющего пара 2

3. Подготовка к расчету коэффициента теплопередачи 2

4. Расчет коэффициента теплопередачи 3

5. Расчет поверхности теплообмена 3

Расчет двухкорпусной выпарной установки 3

Исходные данные: 3

а) Справочные данные из [1] и [2] 3

б) Пересчет единиц 3

1. Расчет количества выпаренной воды и распределение ее по корпусам. Расчет концентрации a1 4

2. Расчет температурных депрессий и температур кипения 4

3. Суммарная полезная разность температур 4

4. Таблица первого приближения 5

5. Уточнение значений Wi (W1, W2) 5

6. Подготовка к расчету поверхности теплообмена 6

а) Расчет AI и AII. 6

б) Расчет BоI и BоII. 6

7. Расчет комплексов для расчетного уравнения 6

8. Определение поверхности теплообмена F 7

9. Уточнение 1 и 2 7

10. Уточненный конечный вариант таблицы 7

11. Новая проверка Wi и Qi 7

12. Сопоставление значений QI и QII и Q’I и Q’II 8

13. Расход греющего пара в первом корпусе 8

Расчет барометрического конденсатора 8

1. Расход воды на конденсацию 8

2. Расчет потока газа, который образуется в конденсаторе 8

а) Расчет расхода парогазовой смеси 8

б) Расчет температуры парогазовой смеси 8

в) Парциальное давление газа 8

г) Объемный поток отсасываемого газа (по ур-ю Менделеева-Клапейрона) 8

3. Расчет барометрической трубки 9

а) Расчет диаметра барометрической трубки по уравнению Бернулли 9

б) Высота барометрической трубы (по уравнению Бернулли) 9

Список литературы 9

Содержание 10

* Взяты из [1], [2] и [3].



Загрузить файл

Похожие страницы:

  1. Технология производства сгущенного молока

    Курсовая работа >> Промышленность, производство
    ... микробиологическую обсемененность. При подборе молока для консервов необходимо ... 1.13Автоматизация сгущения молока в двухкорпусной вакуум-выпарной установке непрерывного ... Microsoft Office Excel и последовательность расчетов, постоим и выберем аналитическую ...
  2. Мебель

    Курсовая работа >> Культура и искусство
    ... однокорпусные; 56 1535 – с секретером двухкорпусные; 56 1536 – с секретером многокорпусные ... внешнеэкономической деятельности Для расчета таможенных платежей и ... изделия физическим показателям человека. 2. Подбор изделия подходящего размера. 3. Удобство ...
  3. Пуск в работу питательного электронасоса после ремонта

    Учебное пособие >> Физика
    ... заданным гидравлическим требованиям. Подбор насоса обычно осуществляется для ... выражением: F ц.б = m ω2 R (18) В инженерных расчетах также применяется формула (19) эквивалентная ... из модифицированного чугуна. Двухкорпусную конструкцию представляют насосы: ...
  4. Обоснование средств механизации возделывания кормовой свеклы в СПК "Орловский" с разработкой зубового рыхлителя

    Дипломная работа >> Ботаника и сельское хоз-во
    ... технологических, кинематических и прочностных расчетов обоснована и разработана конструкция зубового ... обеих его сторон одно-, двухкорпусным плугом нарезают разъем. 3.3 ... показателей: полноты подкапывания и подбора корней, загрязнённости вороха корней, ...
  5. Мировые рыбные промыслы. Увеличение мирового производства продовольствия за счет увеличения уловов и разведения рыбы

    Курсовая работа >> Экономика
    ... и поплавками, прикрепляемыми к верхним подборам сетей. Цикл работы судна складывается ... крупных судов, в том числе двухкорпусных — катамаранов, оснащенных рыболовными орудиями ... аналогами. Потребление рыбной продукции в расчете на душу населения сократилось в ...

Хочу больше похожих работ...

Generated in 0.0011260509490967