14

Московская государственная академия тонкой химической технологии

им. М.В. Ломоносова.

Кафедра процессов и аппаратов химической технологии

Рассчет двухкорпусной выпарной установки

вариант № 20

Выполнил студент гр. ХТ-311 Филатов И.Ю.

Преподаватель Карасев В.В

Москва 2003.

Схема выпарной установки

Задание:

р-р MgCl₂

S₀ = 31000 кг/ч = 8,6 кг/с

Е = 3400 кг/ч = 0,94 кг/с

t₀ = 84 °C

a₀ = 2 %

a₂ = 33 %

P_вых = 695 мм.рт.ст.

Р_гр = 4,5 кг/см²

а, %	10	25	50
φ	0,83	0,67	0,51

Рассчитать:

1. F, количество трубок n, ходов i подогревателя

2. Поверхность теплообмена в корпусах

3. D_гр кг/ч

4. G кг/ч

5. Производительность U_в м³/ч

6. Н_тр, d_тр

1. Определение количества выпаренной воды.

По W₁ находим а₁:

2. Определение движущей силы всей установки.

(по [1] табл. LVII)

C

(принимаем потерю давления при переходе из первого корпуса во второй)

C (по [2] табл. 1)

C (по [2] табл. 1)

Па (по [1] табл. LVI)

Используя правило Бабо найдем давление во втором корпусе:

Па

Па

(по [1] табл. LVII)

t₂ = 52,0 C

₂ = 43,5 C

Найдем температурную депрессию во втором корпусе:

C

C

По существующей закономерности

C C

Наименование	Обозн.	Ед. изм.	Предварительное приближение		Первое приближение
			I	II	I	II
Темп. греющего пара	Ti	C	147	102,6	147	92,8
Полезная разность темп.		C	42,1	50,6	44,2	48,6
Темп. кипения р-ра	Ti	C	104,9	52,0	102,8	44,2
Темп. депрессия		C	0,8	8,5	8,5	0,8
Темп. вторичного пара	i	C	104,1	43,5	94,3	43,4
Гидравлич. депрессия		C	1,5	-	1,5	-
Давление греющего пара	Piгр	Па
Давление в корпусе	Pi	Па
Теплосодержание греющего пара	hiгр	Дж/кг
Теплосодержание вторичного пара	ii	Дж/кг
Теплоемкость	Cконд	Дж/кг	4190	4190	4190	4190

3. Определение тепловых нагрузок.

C₀^2% = 4090 Дж/кг° (по [2], табл. 4)

Вт

Вт

Найдем F₁:

k = 1000 – 1500.

м²

По [3] подберем марку стали, которая отвечает нашим требованием. Нам подходит сталь марки х18Н10Т. Для данной марки стали по [3] подбираем :

Принимаем H = 4 м и 57х2,5

4. Определение A₁ и А₂.

(по [1] табл. XXXIX и LVI)

T^гр₁=147 C:

T^гр₂=102,6 C:

где С=0,943

5. Определение В₀₁ и В₀₂.

6.

F	I	II	III	IV	V	VI	ΔΣ
150	16,31	12,37	10,87	8,22	9,15	21,03	77,96
200	11,12	8,43	8,16	6,17	8,39	19,29	61,55
250	8,26	6,26	6,52	4,93	7,85	18,04	51,87

F	I	II	III	IV	V	VI	ΔΣ
123	21,25	16,11	13,26	10,03	9,71	22,32	92,69

Δ₁=21,25+13,26+9,71=44,22

Δ₂=16,11+10,03+22,32=48,46

7. Определение действительного количества выпаренной воды в корпусах

Используя данные первого приближения определим действительное количество выпаренной воды в корпусах

8. Определение действительных тепловых нагрузок.

9. Определение коэффициента ошибки

10. Определение расхода греющего пара.

11. Расчет барометрического конденсатора

G₁C₁t₁

W₂i₂₂

dтр

t_в’’

°C

12. Определение диаметра барометрической трубы:

(по [1] табл. XXXIX)

принимаем равной 1,5 м/с

13. Определение высоты трубы.

режим турбулентный

14. Определение объема парогазовой смеси:

С

(по [2] табл. LVI)

m=1,25

=0,7

Рассчет подогревателя

Задание:

Водный раствор соли MgCl₂ в количестве S₀ = 31000 кг/ч нагревается в подогревателе от 20 до 84 °С. Обогрев подогревателя производится насыщенным паром с давлением Р_гр = 4,5 кг/см². Произвести проектный выбор теплообменника.

Рассчет:

1. Температурная схема

T₁ ^гр = 147 °С (по [1] табл. LVII)

Δt₁ = 147 – 20 = 127

Δt₂ = 147 – 84 = 63

°С

2. Определение количества передаваемого тепла.

Вт

3. Определение расхода греющего пара.

(по [1] табл. LVI)

4. Рассчет термического сопротивление.

Материал труб: х18Н10Т λ_ст = 2,5·10^-3; δ_ст =16,4

5. Рассчет коэффициента теплоотдачи.

Примем k = 1000 Вт/м²К

Теплообменник (по [1] табл. XXXIV)

одноходовой; 25х2; F = 40 м²; l = 2000 мм; n = 261

ν = 0,6·10^-6 м²/с (по [2] табл. 3)

ρ_р = 1028,5 кг/м³ (по [2] табл. 2)

для °С

– переходный режим

ε

и ε ≈ 1, т.к (по [1] рис. XII)

Pr = 3,54 (по [1] табл. XXXIX)

λ = 64,8·10^-2 Вт/мК (по [1] табл. XXXIX)

Вт/м²К

6. К рассчету интенсивности теплообмена при нагревании.

(по [1] табл. XXXIX)

ρ = 615 кг/м³

λ = 0,684 Вт/мК

μ = 187·10^-6 Па·с

7. Рассчет коэффициента теплопередачи

k = 600 Вт/м²К

8. Рассчет поверхностного теплообмена

Теплообменник (по [1] табл. XXXIV)

одноходовой; 25х2; F = 40 м²; l = 2000 мм; n = 261

Список использованнной литературы:

1. Павлов К.Ф., Романков Н.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л., Химия,1987

2. Алексеев П.Г., Захаров М.К. Методические указания к курсовому проектированию прямоточных многокорпусных выпарных установок с равными поверхностями нагрева. М., 1999 г.

3. Лащинский А.А., Толщинский А.П. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. М., Машиностроение, 1970