Определение расхода охлаждающей воды

Расход охлаждающей воды G_в определяют из теплового баланса конденсатора

, (56)

где I_БК – энтальпия паров в барометрическом конденсаторе, Дж/кг;

t_Н – начальная температура охлаждающей воды, °С;

t_К – конечная температура смеси воды и конденсата, °С.

Разность температур между паром и жидкостью на выходе из конденсатора должна быть 3 – 5°С. Поэтому конечную температуру воды t_К на выходе из конденсатора принимают на 3 – 5 °С ниже температуры конденсации паров:

°С; (57)

Тогда

кг/с.

Расчет диаметра барометрического конденсатора

Диаметр барометрического конденсатора d_БК определяют из уравнения расхода:

, (58)

где ρ – плотность паров, кг/м³;

v – скорость паров, м/с.

При остаточном давлении в конденсаторе порядка 10⁴ Па скорость паров v принимают 15…25 м/с:

м.

По нормам НИИХИММАШа подбираем конденсатор диаметром, равным расчётному или ближайшему большему. Определяем его основные размеры. Выбираем барометрический конденсатор диаметром d_БК = 0, 16 м.

Расчет высоты барометрической трубы

Скорость воды в барометрической трубе v_В равна:

м/с.

Высоту барометрической трубы определяют по уравнению:

(59)

где В – вакуум в барометрическом конденсаторе, Па;

Σ ξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений;

λ – коэффициент трения в барометрической трубе;

Н_БТ, d_БТ – высота и диаметр барометрической трубы, м;

0, 5 – запас высоты на возможное изменение барометрического давления, м.

В = Р_АТМ – Р_БК = 100000-40300 = 59700 Па

Σ ξ = ξ _вх + ξ _вых = 0, 5 + 1, 0 = 1, 5

где ξ _вх и ξ _вых – коэффициенты местных сопротивлений на входе в трубу и на выходе из неё.

Коэффициент трения λ зависит от режима течения жидкости. Определим режим течения воды в барометрической трубе

Для гладких труб при Re =427368 коэффициент трения λ =0, 013 равен:

Отсюда находим Н_БТ = 6 м. [1]

 

 

РАСЧЁТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ВАКУУМ-НАСОСА

Производительность вакуум-насоса G_ВОЗД определяется количеством газа (воздуха), который необходимо удалять из барометрического конденсатора:

кг/с (60)

где 2, 5 ∙ 10^-5 – количество газа, выделяющегося из 1 кг воды; 0, 01 – количество газа, подсасываемого в конденсатор через неплотности на 1 кг паров.

кг/с.

Объёмная производительность вакуум-насоса равна:

(61)

где R – универсальная газовая постоянная, Дж/(кмоль∙ К);

M – молекулярная масса воздуха, кг/кмоль;

t – температура воздуха, °С;

Р – парциальное давление сухого воздуха в барометрическом конденсаторе, Па.

Температуру воздуха рассчитывают по уравнению:

°С.

Давление воздуха равно: Р = Р_БК – Р_П (62)

где Р_П – давление сухого насыщенного пара (Па) при t = 24, 7 °С.

Р_возд = 40300-2900 =37400 Па.

Тогда:

м³/с =0, 53 м³/мин.

Зная объёмную производительность V_возд и остаточное давление Р_БК, по ГОСТ 1867 – 57 подбираем вакуум-насос типа ВВН-0, 75 мощностью на валу N = 1, 3 кВт. [1]

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целью данного курсового проекта являлся расчет выпарной установки непрерывного действия для выпаривания растворa K₂CO₃ от начальной концентрации соли 3 % (масс.) до конечной концентрации 30% (масс.).

Маркировку выбранного оборудования сведем в таблицу 10.

Таблица 10 Маркировка оборудования

№	Наименование	Марка
	Насос центробежный	ОХ2-23Г
	Вакуум-насос	ВВН-0, 75
	Теплообменник	Кожухотрубный F = 25 м2
	Конденсатоотводчик	45ч15нж
	Ёмкость начального раствора	ГЭЭ 1-1-250-0, 6
	Ёмкость упаренного раствора	ВЭЭ 1-1-17-0, 6
	Обечайка	Х 17
	Барометрический конденсатор	Стандартный D = 0, 5 м
	Опора	2-1800-25-125-800

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Зайцев И.Д., Асеев Г.Г. Физико-химические свойства бинарных и многокомпонентных растворов неорганических веществ. Справочник. - М.: Химия, 1988. - 416 с.

 

2. Л.Н. Кузнецова и др. Расчет выпарных установок [текст]: учебное пособие. - Архан-

 

гельск, 2004. - 72 с.

 

3. Каталог УКРНИИХИММАШа. Выпарные трубчатые аппараты общего назначения для химических производств. - М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1985. - 52 с.

 

4. Алексеев В.А. и др. Машины и аппараты химических производств. Учебное пособие

 

[текст] / Алексеев В.А. - Казань: Казанский ГТУ, 2008. - 305 с.

 

5. Методическое пособие по расчету трехкорпусной выпарной установки по курсу " Процессы и аппараты пищевых производств" - Улан-Удэ: ВСГТУ, 2006. - 60 с.

 

6. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов. - Л.: Химия, 1987. - 576 с.

 

7. Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты в химической технологии. - М.:

 

Химия, 1991. - 496 с.

 

8. http: //tehtab.ru/guide/guidemedias/guidesteam/guidesteamproperties/ Технические таблицы

 

TehTab.ru

 

9. Программа " Теплофизические свойства воды и водяного пара на линии насыщения" Версия 2.0.

.

⇐ Предыдущая1234

Поделиться: