Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Расчёт материального баланса выпарной установки



Введение

 

При выпаривании обычно осуществляется частичное удаление растворителя из всего объема раствора при его температуре кипения. Поэтому выпаривание принципиально отличается от испарения, которое, как известно, происходит с поверхности раствора при любых температурах ниже температуры кипения. Получение высококонцентрированных растворов, практически сухих и кристаллических продуктов облегчает и удешевляет их перевозку и хранение.

Тепло для выпаривания можно подводить любыми теплоносителями, применяемыми при нагревании. Однако в подавляющем большинстве случаев в качестве греющего агента при выпаривании используют водяной пар, который называют греющим или первичным.

Первичным служит либо пар, получаемый из парогенератора, либо отработанный пар, или пар промежуточного отбора паровых турбин. Пар, образующийся при выпаривании кипящего раствора, называется вторичным. Тёпло необходимое для выпаривания раствора, обычно подводится через стенку, отделяющую теплоноситель от раствора. В некоторых производствах концентрирование растворов осуществляют при непосредственном соприкосновении выпариваемого раствора с топочными газами или другими газообразными теплоносителями.

Процессы выпаривания проводят под вакуумом, при повышенном и атмосферном давлениях. Выбор давления, связан со свойствами выпариваемого раствора и возможностью использования тепла вторичного пара.

При выпаривании под вакуумом становится возможным проводить процесс при более низких температурах, что важно в случае концентрирования растворов веществ, склонных к разложению при повышенных температурах, а именно к таким продуктам относятся чаще всего продукты микробиологической промышленности. Кроме того, при разрежении увеличивается полезная разность температур между греющим агентом и раствором, что позволяет уменьшить поверхность нагрева аппарата (при прочих равных условиях). В случае одинаковой полезной разности температур при выпаривании под вакуумом можно использовать греющий агент более низких paбочих параметров (температура и давление).

Применение вакуума дает возможность использовать в качестве греющего агента, кроме первичного пара, вторичный пар самой выпарной установки, что снижает расход первичного греющего пара. Вместе с тем при применении вакуума удорожается выпарная установка, поскольку требуются дополнительные затраты на устройства для создания вакуума (конденсаторы, ловушки, вакуум-насосы), а также увеличиваются эксплуатационные расходы.

В данной работе рассматривается процесс выпаривания дрожжевой суспензии. Концентрирование дрожжевой суспензии методом упаривания имеет свои особенности, связанные со свойствами дрожжевой суспензии. Поскольку БВК являются кормовыми добавками, то с целью сохранения питательных свойств БВК упаривание должно производиться при температурах, не превышающих 90 – 95 оС. Следовательно, давление в корпусах многокорпусной выпарной установки должно быть ниже атмосферного. С другой стороны, дрожжевая суспензия склонна к пригоранию и пенообразованию при кипении, поэтому схема выпарки должна быть прямоточной и с числом корпусов не более трёх, а применяемые аппараты – с принудительной циркуляцией выпариваемого раствора, вынесенной зоной нагрева и испарения.

В данной курсовой работе рассчитывается двухкорпусной прямоточная вакуум-выпарная установка (ВВУ) с вынесенной зоной нагрева и испарения и принудительной циркуляцией раствора в выпарных аппаратах для концентрирования дрожжевой суспензии от 12, 4 до 21% АСВ.


Тепловой расчёт вакуум-выпарной установки

Тепловой баланс установки

 

По левой части уравнения (4*) определяем приход тепла

 

 кДж/(кг*с)

 

По правой части того же уравнения определяем расход тепла

 

откуда

кДж/(кг*с) = 3, 2% от .

 

Так как , то нагрузки по корпусам рассчитаны с достаточной точностью и расчёт можно продолжать.

 

Таблица 2 - Физические параметры конденсата

Параметр

1-й корпус

2-й корпус

tконд, оС

109, 5

109, 5

tпл, оС

106, 4

102, 4

Скрытая теплота конденсации r, кДж/кг

2249, 4

2248

Динамическая вязкость, 106Па*с

265, 4

275, 8

Кинематическая вязкость, 1062

0, 278

0, 288

Теплоёмкость, кДж/(кг*оС)

4, 23

4, 23

Плотность, кг/м3

953, 5

956, 3

Коэффициент теплопроводности среды, 102*Вт/(м*оС)

68, 43

68, 35

 

Рассчитываем критерии подобия и коэффициенты теплоотдачи от пара к стенке по корпусам:

- для первого корпуса

 

 

 

 ,

 

следовательно, критерий Нуссельта рассчитываем по уравнению


 (19)

 

- для второго корпуса

 

 

 

 

 

 

Уравнение для расчёта коэффициента теплоотдачи от стенки к суспензии выбирают в зависимости от режима движения суспензии. Для этого случая рекомендовано следующее расчётное уравнение [6, 11]:

 

 (20)

 

Скорость движения суспензии в трубах принимаем равной w=2, 5м/с [8].

 Вт/(м2* оС).

 


Таблица 3 - Физические параметры суспензии по корпусам

Параметр

1-й корпус

2-й корпус

Температура, оС

97

83

Теплоёмкость, кДж/(кг*оС)

3, 55

3, 47

Динамическая вязкость, Па*с

2, 3*10-3

2, 2*10-3

Коэффициент теплопроводности среды, 102*Вт/(м*оС)

64, 3

62, 0

 

Определяющим геометрическим размером при определении Re и Nu является внутренний диаметр кипятильных труб d = 0, 034 м [1].

Рассчитываем критерии подобия и коэффициенты  по корпусам:

- для первого корпуса

 

 

 

- для второго корпуса

 


 

 

Значения  определяем по [8, с. 531]:

 

 (как для сырых нефтепродуктов).

 

Отсюда находим коэффициенты теплопередачи Кi по корпусам:

 

 

Назначение

Диаметр, мм

А1, 2

Вход греющего пара

400, 250

Б

Выход вторичног пара

500

В, В1, В2

Выход суспензии

65, 50

Г, Г1, Г2

Вход суспензии

50

Д

Выход конденсата

40

Ж

Вход воды для промывки и опрессовки

80

И

Резервный

100

К

Отбор проб

40

Л

Слив

100

М

Сдувка несконденсированных газов

65

П, П1, П2

Воздушники

50

 


Расход охлаждающей воды

 

Расход охлаждающей воды определяется из уравнения теплового баланса конденсатора:

 

,

 

где z – расход охлаждающей воды, кг/ч; (27)

W2 – расход конденсируемого пара, кг/ч;

i – энтальпия пара, кДж/кг;

 и  - начальная и конечная температуры

охлаждающей воды, оС.

По практическим данным начальная температура охлаждающей воды равна 20 – 30 оС, а температура воды на выходе из барометрического конденсатора ниже температуры пара на 2 – 3 оС.

Принимаем  = 20 оС,  = 62 оС.

Из (27) получаем

 

 (28)

 

Заключение

 

В курсовом проекте рассчитана двухкорпусная прямоточная вакуум-выпарная установка с выносной зоной нагрева и принудительной циркуляцией для выпаривания 42 м3/ч дрожжевой суспензии от 12, 4 до 21% АСВ.

Рассчитаны материальный и тепловой балансы корпусов по методу Тищенко, подобраны стандартные установки – по две ВВУ-126-2860-06 на каждую ступень выпаривания. Произведен конструктивный расчет корпусов: определено необходимое количество кипятильных труб, диаметр греющей камеры, размеры сепарационного пространства, рассчитаны диаметры штуцеров и трубопроводов. Также произведен расчет барометрического конденсатора и мощности циркуляционных насосов для данной установки.

 


ПРИЛОЖЕНИЕ А

 

Предварительный расчёт вакуум-выпарной установки на ЭВМ

Программа на языке Turbo Pascal

 

PROGRAM TEPRAS;

TYPE MATR=ARRAY[1..5, 1..54] OF REAL;

 MATRIX=ARRAY[1..6, 1..19] OF REAL;

CONST

A: MATR=((0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290, 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 374), (0.0062, 0.0089, 0.0125, 0.0174, 0.0238, 0.0323, 0.0433, 0.0573, 0.0752, 0.0977, 0.1258, 0.1605, 0.2031, 0.2550, 0.3177, 0.393, 0.483, 0.590, 0.715, 0.862, 1.033, 1.232, 1.461, 1.724, 2.025, 2.367, 2.755, 3.192, 3.685, 4.238, 4.855, 6.303, 8.080, 10.23, 12.80, 15.85, 19.55, 23.66, 28.53, 34.13, 40.55, 47.85, 56.11, 65.42, 75.88, 87.6, 100.7, 115.2, 131.3, 149.0, 168.6, 190.3, 214.5, 225), (0, 20.95, 41.90, 62.85, 83.80, 104.75, 125.70, 146.65, 167.60, 188.55, 209.50, 230.45, 251.40, 272.35, 293.3, 314.3, 335.2, 356.2, 337.1, 398.1, 419.0, 440.4, 461.3, 482.7, 504.1, 525.4, 546.8, 568.2, 589.5, 611.3, 632.7, 654.1, 719.8, 763.8, 808.3, 852.7, 8979, 943.2, 989.3, 1035, 1082, 1130, 1178, 1226, 1275, 1327, 1380, 1437, 1498, 1564, 1638, 1730, 1890, 2100), (2493.1, 2502.7, 2512.3, 2522.4, 2532.0, 2541.7, 2551.3, 2561.0, 2570.6, 2579.8, 2589.5, 2598.7, 2608.3, 2617.5, 2626.3, 2636, 2644, 2653, 2662, 2671, 2679, 2687, 2696, 2704, 2711, 2718, 2726, 2733, 2740, 2747, 2753, 2765, 2776, 2785, 2792, 2798, 2801, 2803, 2802, 2799, 2783, 2770, 2754, 2764, 2710, 2682, 2650, 2613, 2571, 2519, 2444, 2304, 2100, 2100), (2493.1, 2481.7, 2470.4, 2459.5, 2448.2, 2436.9, 2425.6, 2414.3, 2403.0, 2391.3, 2380.0, 2368.2, 2356.9, 2345.2, 2333.0, 2321, 2310, 2297, 2285, 2273, 2260, 2248, 2234, 2221, 2207, 2194, 2179, 2165, 2150, 2125, 2120, 2089, 2056, 2021, 1984, 1945, 1904, 1860, 1813, 1763, 1710, 1653, 1593, 1528, 1459, 1384, 1302, 1213, 1117, 1009, 881.2, 713.6, 411.5, 0));

 TVP1=87; DTGS1=1; DTGS2=1; G=9.81; H=5.95; M=100000; DELTA1=0.95;

 DELTA2=0.95; A1=0.95;

VAR W, W1, W2, D1, D2, X1, X2, T1, T2, TVP2, RO, RO1, RO2, PK, P1, P2, PSR1, PSR2, DTGEF1, DTGEF2, DTPOT, TKIP1, TKIP2, P, TGP, DTPOL2, DTPOL1, V, I1, I2, D1T, D2T, W1T, W2T, WT, BETA1, BETA2, CN, CK, B1, B2, W1K, W2K, D1K, D2K, WK, A2, GN, EN, PN, PV, RO0, SDTPOL1, SDTPOL2, LAMBDA1, TAU1, TAU2, C1, C2, C3, QPOT1, QPOT2, QPOT3, GK, TN, XN, XK: REAL;

 J, F: INTEGER;

 

BEGIN

 WRITELN('ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ: ');

 WRITE('РАСХОД ДРОЖЖЕВОЙ СУСПЕНЗИИ, ПОСТУПАЮЩЕЙ НА ВЫПАРКУ GN, М3/Ч=');

 READLN(GN);

 WRITE('НАЧАЛЬНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ДРОЖЖЕВОЙ СУСПЕНЗИИ XN, % МАСС=');

 READLN(XN);

 WRITE('КОНЕЧНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ДРОЖЖЕВОЙ СУСПЕНЗИИ XК, % МАСС=');

 READLN(XK);

 WRITE('ТЕМПЕРАТУРА ДРОЖЖЕВОЙ СУСПЕНЗИИ ТН, ГРАД=');

 READLN(TN);

 WRITE('КОЛИЧЕСТВО ОТВОДИМОГО ЭКСТРАПАРА ЕН, Т/Ч=');

 READLN(EN);

 WRITE('ДАВЛЕНИЕ ГРЕЮЩЕГО ПАРА РН, АТМ=');

 READLN(PN);

 WRITE('ДАВЛЕНИЕ В БАРОМКОНДЕНСАТОРЕ РВ, АТМ=');

 READLN(PV);

 WRITELN('ВВЕДИТЕ ПЛОТНОСТЬ ДРОЖЖЕВОЙ СУСПЕНЗИИ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ=', TN: 6: 2);

 WRITE('И КОНЦЕНТРАЦИИ АСВ=', XN: 6: 2);

 WRITE(' RO=');

 READLN(RO);

 GN: =GN*RO/3600;

 EN: =EN*1000/3600;

 W: =GN*(1-XN/XK);

 D1: =0.5*(W+EN);

 W1: =D1;

 D2: =D1-EN;

 W2: =D2;

 X1: =GN*XN/(GN-W1);

 X2: =XK;

 T1: =TVP1+DTGS1;

 WRITELN('ТЕМПЕРАТУРА КИПЕНИЯ СУСПЕНЗИИ В ПЕРВОМ СЕПАРАТОРЕ, ГРАД=', T1: 6: 3);

 PK: =1-PV;

 V: =PK;

 FOR J: =1 TO 54 DO

 IF A[2, J]> =V THEN

 BEGIN

 V: =M;

 F: =J;

 END;

 TVP2: =A[1, F]-((A[1, F]-A[1, F-1])*(A[2, F]-PK)/(A[2, F]-A[2, F-1]));

 T2: =TVP2+DTGS2;

 WRITELN('ТЕМПЕРАТУРА КИПЕНИЯ ВО ВТОРОМ СЕПАРАТОРЕ, ГРАД=', T2: 6: 3);

 V: =T1;

 FOR J: =1 TO 54 DO

 IF A[1, J]> =V THEN

 BEGIN

 V: =M;

 F: =J;

 END;

 P1: =A[2, F]-((A[2, F]-A[2, F-1])*(A[1, F]-T1)/(A[1, F]-A[1, F-1]));

 V: =T2;

 FOR J: =1 TO 54 DO

 IF A[1, J]> =V THEN

 BEGIN

 V: =M;

 F: =J;

 END;

 P2: =A[2, F]-((A[2, F]-A[2, F-1])*(A[1, F]-T2)/(A[1, F]-A[1, F-1]));

 WRITELN('ВВЕДИТЕ ПЛОТНОСТЬ ДРОЖЖЕВОЙ СУСПЕНЗИИ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ=', T1: 6: 2);

 WRITE('И КОНЦЕНТРАЦИИ АСВ=', X1: 6: 2);

 WRITE(' RO1=');

 READLN(RO1);

 PSR1: =P1+(RO1*G*H)/196200;

 WRITELN('ВВЕДИТЕ ПЛОТНОСТЬ ДРОЖЖЕВОЙ СУСПЕНЗИИ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ=', T2: 6: 2);

 WRITE('И КОНЦЕНТРАЦИИ АСВ=', X2: 6: 2);

 WRITE(' RO2=');

 READLN(RO2);

 PSR2: =P2+(RO2*G*H)/196200;

 V: =PSR1;

 FOR J: =1 TO 54 DO

 IF A[2, J]> =V THEN

 BEGIN

 V: =M;

 F: =J;

 END;

 TKIP1: =A[1, F]-((A[1, F]-A[1, F-1])*(A[2, F]-PSR1)/(A[2, F]-A[2, F-1]));

 V: =PSR2;

 FOR J: =1 TO 54 DO

 IF A[2, J]> =V THEN

 BEGIN

 V: =M;

 F: =J;

 END;

 TKIP2: =A[1, F]-((A[1, F]-A[1, F-1])*(A[2, F]-PSR2)/(A[2, F]-A[2, F-1]));

 DTGEF1: =TKIP1-T1;

 DTGEF2: =TKIP2-T2;

 DTPOT: =DTGS1+DTGS2+DTGEF1+DTGEF2;

 P: =PN;

 V: =PN;

 FOR J: =1 TO 54 DO

 IF A[2, J]> =V THEN

 BEGIN

 V: =M;

 F: =J;

 END;

 TGP: =A[1, F]-((A[1, F]-A[1, F-1])*(A[2, F]-PN)/(A[2, F]-A[2, F-1]));

 DTPOL1: =TGP-TKIP1;

 DTPOL2: =TVP1-TKIP1;

 SDTPOL1: =DTPOL1+DTPOL2;

 SDTPOL2: =TGP-TVP2-DTPOT;

 WRITELN('РЕЗУЛЬТАТЫ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГ РАСЧЕТА');

 WRITELN('ОБЩЕЕ КОЛИЧЕСТВО ВЫПАРИВАЕМОЙ ВОДЫ W, КГ/С=', W: 6: 3);

 WRITELN('КОЛИЧЕСТВО ВЫПАРИВАЕМОЙ ВОДЫ В ПЕРВОМ КОРПУСЕ W1, КГ/С', W1: 6: 3);

 WRITELN('КОЛИЧЕСТВО ВЫПАРИВАЕМОЙ ВОДЫ ВО ВТОРОМ КОРПУСЕ W2, КГ/С', W2: 6: 3);

 WRITELN('КОЛИЧЕСТВО ГРЕЮЩЕГО ПАРА В ПЕРВОМ КОРПУСЕ D1, КГ/С', D1: 6: 3);

 WRITELN('КОЛИЧЕСТВО ГРЕЮЩЕГО ПАРА ВО ВТОРОМ КОРПУСЕ D2, КГ/С', D2: 6: 3);

 WRITELN('СРЕДНЯЯ ТЕМПЕРАТУРА КИПЕНИЯ СУСПЕНЗИИ В ПЕРВОМ КОРПУСЕ ТКИП1, ГРАД=', TKIP1: 6: 3);

 WRITELN('СРЕДНЯЯ ТЕМПЕРАТУРА КИПЕНИЯ СУСПЕНЗИИ ВО ВТОРОМ КОРПУСЕ ТКИП2, ГРАД=', TKIP2: 6: 3);

 WRITELN('ПОЛЕЗНАЯ РАЗНОСТЬ ТЕМПЕРАТУР В ПЕРВОМ КОРПУСЕ ТПОЛ1, ГРАД=', DTPOL1: 6: 3);

 WRITELN('ПОЛЕЗНАЯ РАЗНОСТЬ ТЕМПЕРАТУР В ПЕРВОМ КОРПУСЕ ТПОЛ2, ГРАД=', DTPOL2: 6: 3);

 WRITE('СУММАРНАЯ ПОЛЕЗНАЯ РАЗНОСТЬ ТЕМПЕРАТУР, ГРАД=', SDTPOL1: 6: 3);

 WRITELN('ИЛИ', SDTPOL2: 6: 3);

{МЕТОД ТИЩЕНКО}

 V: =TKIP1;

 FOR J: =1 TO 54 DO

 IF A[1, J]> =V THEN

 BEGIN

 V: =M;

 F: =J;

 END;

 I1: =A[4, F]-((A[4, F]-A[4, F-1])*(A[1, F]-TKIP1)/(A[1, F]-A[1, F-1]))/4.19;

 V: =TKIP2;

 FOR J: =1 TO 54 DO

 IF A[1, J]> =V THEN

 BEGIN

 V: =M;

 F: =J;

 END;

 I2: =A[4, F]-((A[4, F]-A[4, F-1])*(A[1, F]-TKIP2)/(A[1, F]-A[1, F-1]))/4.19;

 BETA1: =(TN-TKIP1)/(I1-TKIP1);

 BETA2: =(TKIP1-TKIP2)/(I2-TKIP2);

 WRITELN('ВВЕДИТЕ ТЕПЛОЕМКОСТЬ ДРОЖЖЕВОЙ СУСПЕНЗИИ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ=', TN: 6: 2);

 WRITE('И КОНЦЕНТРАЦИИ АСВ=', XN: 6: 2);

 WRITE(' CN=');

 READLN(CN);

 D1T: =(W-GN*CN*(2*BETA1+BETA2)+EN)/(2-BETA2);

 W1T: =D1T+GN*CN*BETA1;

 D2T: =W1T-EN;

 W2T: =D2T+(GN*CN-W1T)*BETA2;

 WT: =W1T+W2T;

 WRITELN('РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ПО МЕТОДУ ТИЩЕНКО');

 WRITELN('ОБЩЕЕ КОЛИЧЕСТВО ВЫПАРИВАЕМОЙ ВОДЫ W, КГ/С=', WT: 6: 3);

 WRITELN('КОЛИЧЕСТВО ВЫПАРИВАЕМОЙ ВОДЫ В ПЕРВОМ КОРПУСЕ W1, КГ/С', W1T: 6: 3);

 WRITELN('КОЛИЧЕСТВО ВЫПАРИВАЕМОЙ ВОДЫ ВО ВТОРОМ КОРПУСЕ W2, КГ/С', W2T: 6: 3);

 WRITELN('КОЛИЧЕСТВО ГРЕЮЩЕГО ПАРА В ПЕРВОМ КОРПУСЕ D1, КГ/С', D1T: 6: 3);

 WRITELN('КОЛИЧЕСТВО ГРЕЮЩЕГО ПАРА ВО ВТОРОМ КОРПУСЕ D2, КГ/С', D2T: 6: 3);

{МЕТОД КОСТЕНКО}

 B1: =GN*CN*BETA1*DELTA1;

 B2: =GN*CN*(BETA1*DELTA1*DELTA2+BETA2*DELTA2-DELTA1*DELTA2*BETA1*BETA2)-EN*DELTA2;

 A2: =(A1-A1*BETA2)*DELTA2;

 D1K: =(W-(B1+B2))/(A1+A2);

 W1K: =D1K*A1+B1;

 D2K: =W1K-EN;

 W2K: =D1K*A2+B2;

 WK: =D1K*(A1+A2)+(B1+B2);

 WRITELN('РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ПО МЕТОДУ КОСТЕНКО');

 WRITELN('ОБЩЕЕ КОЛИЧЕСТВО ВЫПАРИВАЕМОЙ ВОДЫ W, КГ/С=', WK: 6: 3);

 WRITELN('КОЛИЧЕСТВО ВЫПАРИВАЕМОЙ ВОДЫ В ПЕРВОМ КОРПУСЕ W1, КГ/С', W1K: 6: 3);

 WRITELN('КОЛИЧЕСТВО ВЫПАРИВАЕМОЙ ВОДЫ ВО ВТОРОМ КОРПУСЕ W2, КГ/С', W2K: 6: 3);

 WRITELN('КОЛИЧЕСТВО ГРЕЮЩЕГО ПАРА В ПЕРВОМ КОРПУСЕ D1, КГ/С', D1K: 6: 3);

 WRITELN('КОЛИЧЕСТВО ГРЕЮЩЕГО ПАРА ВО ВТОРОМ КОРПУСЕ D2, КГ/С', D2K: 6: 3);

{ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС}

 V: =TGP;

 FOR J: =1 TO 54 DO

 IF A[1, J]> =V THEN

 BEGIN

 V: =M;

 F: =J;

 END;

 LAMBDA1: =A[4, F]-((A[4, F]-A[4, F-1])*(A[1, F]-TGP)/(A[1, F]-A[1, F-1]))/4.19;

 TAU1: =A[3, F]-((A[3, F]-A[3, F-1])*(A[1, F]-TGP)/(A[1, F]-A[1, F-1]))/4.19;

 V: =TKIP1;

 FOR J: =1 TO 54 DO

 IF A[1, J]> =V THEN

 BEGIN

 V: =M;

 F: =J;

 END;

 TAU2: =A[3, F]-((A[3, F]-A[3, F-1])*(A[1, F]-TKIP1)/(A[1, F]-A[1, F-1]))/4.19;

 C1: =GN*CN*TN;

 C2: =EN*I1;

 WRITELN('ВВЕДИТЕ ТЕПЛОЕМКОСТЬ ДРОЖЖЕВОЙ СУСПЕНЗИИ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ=', T2: 6: 2);

 WRITE('И КОНЦЕНТРАЦИИ АСВ=', XK: 6: 2);

 WRITE(' CK=');

 READLN(CK);

 GK: =GN-W;

 C3: =GK*CK*T2;

 QPOT1: =((D1*LAMBDA1+C1)-(C2+W2*I2+D1*TAU1+D2*TAU2+C3))*100/(D1*LAMBDA1+C1);

 QPOT2: =((D1T*LAMBDA1+C1)-(C2+W2*I2+D1T*TAU1+D2*TAU2+C3))*100/(D1T*LAMBDA1+C1);

 QPOT3: =((D1K*LAMBDA1+C1)-(C2+W2*I2+D1K*TAU1+D2*TAU2+C3))*100/(D1K*LAMBDA1+C1);

 WRITELN('ТЕМПЕРАТУРА ГРЕЮЩЕГО ПАРА TGP=', TGP: 8: 3);

 WRITELN('ДАВЛЕНИЕ P1=', P1: 6: 3);

 WRITELN('ДАВЛЕНИЕ P2=', P2: 6: 3);

 WRITELN('ТЕМПЕРАТУРА TVP2=', TVP2: 8: 3);

 WRITELN('ТЕПЛОВЫЕ ПОТЕРИ');

 WRITELN('ПО ПРЕДВАРИТЕЛЬНОМУ РАСЧЕТУ QPOT=', QPOT1: 6: 3);

 WRITELN('ПО МЕТОДУ ТИЩЕНКО QPOT=', QPOT2: 6: 3);

 WRITELN('ПО МЕТОДУ КОСТЕНКО QPOT=', QPOT3: 6: 3);

 READLN;

END.

 

Результаты работы программы

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

РАСХОД ДРОЖЖЕВОЙ СУСПЕНЗИИ, ПОСТУПАЮЩЕЙ НА ВЫПАРКУ GN, М3/Ч=42

НАЧАЛЬНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ДРОЖЖЕВОЙ СУСПЕНЗИИ XN, % МАСС=12.4

КОНЕЧНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ДРОЖЖЕВОЙ СУСПЕНЗИИ XК, % МАСС=21

ТЕМПЕРАТУРА ДРОЖЖЕВОЙ СУСПЕНЗИИ ТН, ГРАД=90

КОЛИЧЕСТВО ОТВОДИМОГО ЭКСТРАПАРА ЕН, Т/Ч=1.32

ДАВЛЕНИЕ ГРЕЮЩЕГО ПАРА РН, АТМ=1.47

ДАВЛЕНИЕ В БАРОМКОНДЕНСАТОРЕ РВ, АТМ=0.77

ВВЕДИТЕ ПЛОТНОСТЬ ДРОЖЖЕВОЙ СУСПЕНЗИИ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ= 90.00

И КОНЦЕНТРАЦИИ АСВ= 12.40 RO=1008

ТЕМПЕРАТУРА КИПЕНИЯ СУСПЕНЗИИ В ПЕРВОМ СЕПАРАТОРЕ, ГРАД=90.500

ТЕМПЕРАТУРА КИПЕНИЯ ВО ВТОРОМ СЕПАРАТОРЕ, ГРАД=62.000

ВВЕДИТЕ ПЛОТНОСТЬ ДРОЖЖЕВОЙ СУСПЕНЗИИ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ= 90.50

И КОНЦЕНТРАЦИИ АСВ= 15.80 RO1=1025

ВВЕДИТЕ ПЛОТНОСТЬ ДРОЖЖЕВОЙ СУСПЕНЗИИ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ= 62.00

И КОНЦЕНТРАЦИИ АСВ= 21.00 RO2=1040

РЕЗУЛЬТАТЫ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГ РАСЧЕТА

ОБЩЕЕ КОЛИЧЕСТВО ВЫПАРИВАЕМОЙ ВОДЫ W, КГ/С= 4.827

КОЛИЧЕСТВО ВЫПАРИВАЕМОЙ ВОДЫ В ПЕРВОМ КОРПУСЕ W1, КГ/С 2.354

КОЛИЧЕСТВО ВЫПАРИВАЕМОЙ ВОДЫ ВО ВТОРОМ КОРПУСЕ W2, КГ/С 2.479

КОЛИЧЕСТВО ГРЕЮЩЕГО ПАРА В ПЕРВОМ КОРПУСЕ D1, КГ/С 2.060

КОЛИЧЕСТВО ГРЕЮЩЕГО ПАРА ВО ВТОРОМ КОРПУСЕ D2, КГ/С 2.232

СРЕДНЯЯ ТЕМПЕРАТУРА КИПЕНИЯ СУСПЕНЗИИ В ПЕРВОМ КОРПУСЕ ТКИП1, ГРАД=106.369

СРЕДНЯЯ ТЕМПЕРАТУРА КИПЕНИЯ СУСПЕНЗИИ ВО ВТОРОМ КОРПУСЕ ТКИП2, ГРАД=102.415

ПОЛЕЗНАЯ РАЗНОСТЬ ТЕМПЕРАТУР В ПЕРВОМ КОРПУСЕ ТПОЛ1, ГРАД=13.562

ПОЛЕЗНАЯ РАЗНОСТЬ ТЕМПЕРАТУР В ПЕРВОМ КОРПУСЕ ТПОЛ2, ГРАД=12.929

СУММАРНАЯ ПОЛЕЗНАЯ РАЗНОСТЬ ТЕМПЕРАТУР, ГРАД= 26.558

ВВЕДИТЕ ТЕПЛОЕМКОСТЬ ДРОЖЖЕВОЙ СУСПЕНЗИИ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ= 97.00

И КОНЦЕНТРАЦИИ АСВ= 12.40 CN=3.55

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ПО МЕТОДУ ТИЩЕНКО

ОБЩЕЕ КОЛИЧЕСТВО ВЫПАРИВАЕМОЙ ВОДЫ W, КГ/С= 4.844

КОЛИЧЕСТВО ВЫПАРИВАЕМОЙ ВОДЫ В ПЕРВОМ КОРПУСЕ W1, КГ/С 2.383

КОЛИЧЕСТВО ВЫПАРИВАЕМОЙ ВОДЫ ВО ВТОРОМ КОРПУСЕ W2, КГ/С 2.463

КОЛИЧЕСТВО ГРЕЮЩЕГО ПАРА В ПЕРВОМ КОРПУСЕ D1, КГ/С 2.397

КОЛИЧЕСТВО ГРЕЮЩЕГО ПАРА ВО ВТОРОМ КОРПУСЕ D2, КГ/С 2.067

ТЕМПЕРАТУРА ГРЕЮЩЕГО ПАРА TGP= 109.541

ДАВЛЕНИЕ P1= 0.71

ДАВЛЕНИЕ P2= 0.23

ТЕМПЕРАТУРА TVP2= 64.199

ТЕПЛОВЫЕ ПОТЕРИ

ПО МЕТОДУ ТИЩЕНКО QPOT= 344, 35


 

Обозначение Расшифровка
А матрица табличных данных
tvp1, tvp2 Температуры конденсации вторичных паров в 1 и 2 корпусе
Dtgs1, dtgs2 Температурные потери от гидравлических сопротивлений
Tgp Полезные разности температур в 1 и 2 корпусе
H Высота от верхнего уровня жидкости в сепараторе до середины греющих труб
ρ 0, ρ 02 Плотности суспензии при температурах Т1 и Т2
Gn Начальный расход выпариваемого раствора
Xn, xk Начальная и конечная концентрации суспензии
tn Начальная температура
En Количество отводимого экстра-пара в сепараторе
T1, t2 Температуры кипения суспензии в 1 и 2 сепараторе
Pn Давление греющего пара
Давление в баромконденсаторе
P1, P2 Давление в 1 и 2 сепараторах
Psr1, Psr2 Давление в среднем слое выпариваемой суспензии в 1 и 2корпусе
W Общее количество выпариваемой воды
W1, W2 Количество выпариваемой воды в1 и 2 корпусе
Tkip1, Tkip2 Средние температуры кипения в 1 и 2 корпусе
Tpol1, Tpol2 Полезные разности температур в 1 и 2 корпусе
D1, D2 Количество греющего пара в 1 и 2 корпусе
Dtgf1, Dtgf2 Температурные потери от гидростатического эффекта
Dtpot Сумма всех температурных потерь для установки
Tgp Температура греющего пара
a1, a2, b1, b2 Числовые коэффициенты
i1, i2 Удельная энтальпия пара
Qpot1, Qpot2, Qpot3 Тепловые потери
Beta1, Beta2 Коэффициенты самоиспарения
Cn, Ck Теплоемкости дрожжевой суспензии
Tau1, Tau2 Удельные энтальпии жидкости
Lamda1, lamda2 Теплопроводность дрожжевой суспензии
J Количество выбранных табличных значений
F Номер выбранных табличных значений
G Ускорение свободного падения

Список идентификаторов к программе

Введение

 

При выпаривании обычно осуществляется частичное удаление растворителя из всего объема раствора при его температуре кипения. Поэтому выпаривание принципиально отличается от испарения, которое, как известно, происходит с поверхности раствора при любых температурах ниже температуры кипения. Получение высококонцентрированных растворов, практически сухих и кристаллических продуктов облегчает и удешевляет их перевозку и хранение.

Тепло для выпаривания можно подводить любыми теплоносителями, применяемыми при нагревании. Однако в подавляющем большинстве случаев в качестве греющего агента при выпаривании используют водяной пар, который называют греющим или первичным.

Первичным служит либо пар, получаемый из парогенератора, либо отработанный пар, или пар промежуточного отбора паровых турбин. Пар, образующийся при выпаривании кипящего раствора, называется вторичным. Тёпло необходимое для выпаривания раствора, обычно подводится через стенку, отделяющую теплоноситель от раствора. В некоторых производствах концентрирование растворов осуществляют при непосредственном соприкосновении выпариваемого раствора с топочными газами или другими газообразными теплоносителями.

Процессы выпаривания проводят под вакуумом, при повышенном и атмосферном давлениях. Выбор давления, связан со свойствами выпариваемого раствора и возможностью использования тепла вторичного пара.

При выпаривании под вакуумом становится возможным проводить процесс при более низких температурах, что важно в случае концентрирования растворов веществ, склонных к разложению при повышенных температурах, а именно к таким продуктам относятся чаще всего продукты микробиологической промышленности. Кроме того, при разрежении увеличивается полезная разность температур между греющим агентом и раствором, что позволяет уменьшить поверхность нагрева аппарата (при прочих равных условиях). В случае одинаковой полезной разности температур при выпаривании под вакуумом можно использовать греющий агент более низких paбочих параметров (температура и давление).

Применение вакуума дает возможность использовать в качестве греющего агента, кроме первичного пара, вторичный пар самой выпарной установки, что снижает расход первичного греющего пара. Вместе с тем при применении вакуума удорожается выпарная установка, поскольку требуются дополнительные затраты на устройства для создания вакуума (конденсаторы, ловушки, вакуум-насосы), а также увеличиваются эксплуатационные расходы.

В данной работе рассматривается процесс выпаривания дрожжевой суспензии. Концентрирование дрожжевой суспензии методом упаривания имеет свои особенности, связанные со свойствами дрожжевой суспензии. Поскольку БВК являются кормовыми добавками, то с целью сохранения питательных свойств БВК упаривание должно производиться при температурах, не превышающих 90 – 95 оС. Следовательно, давление в корпусах многокорпусной выпарной установки должно быть ниже атмосферного. С другой стороны, дрожжевая суспензия склонна к пригоранию и пенообразованию при кипении, поэтому схема выпарки должна быть прямоточной и с числом корпусов не более трёх, а применяемые аппараты – с принудительной циркуляцией выпариваемого раствора, вынесенной зоной нагрева и испарения.

В данной курсовой работе рассчитывается двухкорпусной прямоточная вакуум-выпарная установка (ВВУ) с вынесенной зоной нагрева и испарения и принудительной циркуляцией раствора в выпарных аппаратах для концентрирования дрожжевой суспензии от 12, 4 до 21% АСВ.


Расчёт материального баланса выпарной установки

 

Общее количество выпариваемой воды  определяется из материального баланса по общему расходу продуктов

 

 (1)

 

и материального баланса по сухому веществу

 

 (2)

 кг/с.

 

Решая совместно уравнения (1) и (2) получим

 

кг/с.

 

Из опытных данных [8] примем , тогда

 

 кг/с –

 

количество воды, выпаренной на 1-й ступени

 

 кг/с, –

 

количество воды, выпаренной на второй ступени.

 


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2020-02-16; Просмотров: 172; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.177 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь