Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Расчёт материального баланса выпарной установкиСтр 1 из 5Следующая ⇒
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, 106*м2/с | 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
И
Резервный
100
К
Отбор проб
40
Л
Слив
100
М
Сдувка несконденсированных газов
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 |
Pв | 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.
Последнее изменение этой страницы: 2020-02-16; Просмотров: 172; Нарушение авторского права страницы