797

Таблица 2.

Конструктивные размеры ПРОТНВОТОЧlIых конденсаторов

смешения каскадного nmа.

			Раз				Диаметр конденсатора,мм
ПохaзaтellИ			мер
			но	500		600		800	1000	1200	1600	2000
			стъ
1.	Высота		м	4,05		4,10		4,25	4,50	4,90	5,70	6,50
щшиндр. части
2. Диаметры			мм
	шryц. ycn. Оу
2.1 для входа			"	300		350		350	400	450	600	800
	ВТОРИЧ.пара
2.2	для входа		"	100		125		200	200	250	300	400
	ОХЛ.воды
2.3 для баромет-			"	125		150		200	200	250	300	400
ричесхой-трубы
2.4 для выхода			"	80		100		125	150	200	200	250
парогаз. смеси

Найденная из (38) скорость воды в барометрической трубе WБ.т не должна превышать 1 м/с. В противном случае необходимо выбрать

трубу большего диаметра.

Высота барометрической трубы определяется столбом жидкости, уравновешивающим разницу между атмосферным ра И рабочим в конденсаторе рк давлениями с учётом гидравлических

потерь, возникающих при движении в ней жидкости со скоростью

WБ.т:

Нб.т = (Ра -	рк)1 PBg +
+ (л. ~.т1~.T + ~~)Wб.т2/2g + 0,5			(39)
в формуле	(39): л	коэффициент	гидравлического
сопротивления, рассчитьmается		по одной из	формул [1,5] в

зависимости от значения критерия Re = WБ.т ~.T / VB (V B -

кинематическая вязкость воды при температуре tB'); L~ - сумма

www.mitht.ru/e-library

42

коэффициентов местных сопротивлений, здесь L~ = ~BX + ~BЫX' причём

~BX = 0,5 , а ~BЫX = 1. Слагаемое 0,5 добавляют с целью избежать заТОШIения конденсатора при колебании (повышении) атмосферного

давления.

Расчёт по уравнению (39) требует его решения относительно искомой величины ~.T. Однако опыт расчётов показьmает, что это

делать не обязательно ввиду малого значения второго слагаемого по

сравнению с первым. В правой части уравнения величина ~.T. может быть принята равной 1О м. Полученный при этом результат практически не отличается от точного решения уравнения (39).

Барометрический JI1ЦИК, заполненный водой и сообщающийся с

атмосферой, является гидравлическим затвором для барометрической трубы. Объём воды В ящике должен обеспечивать запOJmение

барометрической трубы при пуске установки. Следовательно, объём

ящика должен быть не менее объёма барометрической трубы, Т.е. Форма барометрического ящика может бьпь произвольной.

5. РАСЧЕТ И ВЫБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО

ОБОРУДОВАНИЯ ВЫПАРНОЙ УСТАНОВКИ.

5.1 ВАКУУМ-НАСОС.

Вакуум-насосы предназначены для отсасывания из

конденсатора неконденсирующихся газов (в основном воздуха) и поддержания в нём заданного рабочего давления. Одновременно с

www.mitht.ru/e-library

43

газом отсасьmается и водяной пар, находящийся над свободной поверхностью охлаждающей воды в верхнем сечении конденсатора. Таким образом, вакуум-насосы удаляют из конденсатора паро­

газовую смесь.

Масса неконденсирующегося газа (воздуха) Gr (кг/с) в отсасьmaемой паро-газовой смеси определяется как сумма двух

основных слагаемых. Первое отражает десорбцию газов (главньщ образом из охлаждающей воды). Обследование действующих

конденсаторов смешения показало, что из каждой тонны. ~!'feclf

охлаждающей воды и конденсата десорбируется примерно O,(fj~I<Г

неконденсирующихся газов (воздуха). Второе слагаемое - подсос

воздуха в конденсатор смешения через неплотности - оценивается

с)тубо приближённо: принимают, что в расчёте на тонну получаемого вторичного пара подсасьmается до 10 кг воздуха. Таким

образом, массовый поток отсасываемых сухих неконденсирующихся

газов составляет:

(40)

Количество воздуха увеличивается при переменно работающих

вакуум-сборниках на величину:

(41)

где Ре и РК - соответственно плотности воздуха при температуре

и давлении в вакуум-сборнике до вакуумирования и после Heгq. ~

Рп - плотность упаренного раствора в последнем J(сфityсе

установки;

Е - коэффициент заполнения вакуум-сборника (Е =0,7 + 0,8). Объёмная производителъность вакуум-насоса рассчитывается

по формуле:

(42)

www.mitht.ru/e-library

Температуру воздуха определюют по эмпирическому

соотношению (35).

Зная объёмную производительность V8.Н. и давление в конденсаторе Рк подбирают вакуум-насос [6]

В выпарных установках широкое применение получили

водокольцевые вакуум-насосы разных модификаций [5].

Следует отметить, что в пусковой момент установки при

линейном падении давления потребление энергии изменяется по

кривой, имеющей экстремум.

Заводы-изготовители в характеристике указывают мощность

электродвигателя в пусковой период при заданных

производительности и остаточном давлении, а возможные

коэффициенты запаса мощности указаны в таблице 3.

Таблица 3.

Мощность двигателя и коэффициент запаса мощности.

	Мощность	Коэффициент	Мощность	Коэффициент
	эл.	запаса	эл.	. запаса
	двигателя	~	двигателя	~
	NB, кВт		NB, кВт
	До 1,0	от 2,0 до 1,5	от 5 до 50	от 1,2 до 1,1
	от 1 до 5	от 1,5 до 1,2	свыше 50	1,1

5.2 ПЕРЕКАЧИВAIOЩИЕ НАСОСЫ.

в вьтарных установках для подачи исходного раствора в первый корпус и перекачивания упаренного раствора обычно

используются центробежные насосы.

www.mitht.ru/e-library

Насосы при подаче исходного раствора работают на

противодавление и должны развивать напор, суммарно равный:

гидравлическому сопротивлению трубопровода и теплообменника на

пути от ёмкости С исходным раствором до входа в первый корпус,

высоте подъёма раствора, избьпочному давлению в первом корпусе и затрат на создание скоростного напора. Расчёт насосов производится

после составления технологической схемы выпарной установки и

изложен в [1,5,6]. При этом выбирают два насоса с одинаковыми

характеристиками, один из которых является резервным.

5.3 КОНДЕНСАТООТВОДЧИКИ.

Конденсат греющих паров из корпусов вьmарной установки и теплообмеlПlЫХ аппаратов отводится через конденсатоотводчики

различных модификаций.

Методика расчёта, выбора типа и числа конденсатоотводчиков изложены в [13].

5.4 ЕМКОСТИ.

На проектируемой установке должны быть предусмотрены ёмкости ДJIЯ исходного И упаренного растворов, обеспечивающие непрерывную работу установки в течение 2 или 6 часов.

Рассчитанные таким образом размеры ёмкостей (с учёТОМ

коэффициента заполнения € = 0,8) подбирают по каталогам [3].

www.mitht.ru/e-library

46

6. ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА.

Курсовой проект состоит из расчётно-пояснительной записки и

чертежей на двух листах формата Аl. На первом из них даётся общий

вид основного шmарата установки с достаточным количеством

разрезов и проекций наиболее важных узлов, а на втором -

технологическая схема и таблица условных графических обозначений

узлов, аппаратов и деталей установки.

6.1 РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА.

Расчётно-пояснительная записка состоит из задания на

проектирование, введения, ПРИНЦlШИальной технологической схемы

установки и её описания, расчётов и выбора основного и вспомогательного оборудования и устройств, конструктивных,

механических и других вспомогательных расчётов.

Записка начинается с задания на курсовое проектирование.

В введении в краткой форме обосновьmается необходимость

осуществления проектируемого процесса, даётся характеристика

рабочего раствора, пути его промьпnленного получения и области

использования; приводятся сравнительные характеристики

промьппленных схем данного процесса и указываются их

достоинства и недостатки; излагаются мотивы выбора места

размещения проектируемой установки в заводских условиях. Описание технологической схемы установки излагается по ходу

основного материального потока с указанием главных характеристик

рабочего режима (производительности, температуры, давления,

концентрации и т.п.)

К описанию npилагается принципиалъная технологическая

схема установки, вьmолненная на бумаге формата А4, где

www.mitht.ru/e-library

47

изображены в рабочей последовательности все arшараты, машины,

вспомогательные устройства, коммуникации. Аппараты вычерчиваются упрощённо с собmoдением оценочного соотношения габаритных размеров. Каждому аппарату, машине, устройству

присваиваются те же обозначения, что и в графической части

проекта.

Расчёт и выбор основного оборудования. Здесь приводятся расчёты, вьmолненные в разделах 1 - 4.

Расчёт и выбор вспомогательного оборудования и устройств. В этом разделе приводятся расчёты, необходимые и достаточные для обоснования выбора серийного вспомогательного оборудования

(перекачивающие насосы, вакуум-насосы, ёмкости, вакуум-сборники, конденсатоотводчики и др.).

Оглавление, в котором перечисляются разделы расчётно­

пояснительной записки в порядке их последовательности с указанием

номера страницы.

Литератур~ использованная в работе должна иметь фамилию и

инициалыI всех авторов, полное название издания, издательства и

года издания и снабжена порядковым номером. Конспекты лекций не являются источником информации.

Весь материал расчётнО-ПОЯСНИтельной записки излагается на одной стороне листа формата А4. Сокращения, :кроме общепринятых, не допускаются. Все физико-химические характеристики веществ

должны иметь размерности.

При использовании физических и иных констант, уравнений и

формул обязательна ссылка на источник информации.

Расчётно-пояснительная записка должна иметь титульный лист, на котором указывают полное название учебного заведения, кафедры,

темы проекта, учёное звание, фамилию и инициалыI руководителя

проекта, а также фамилия и инициалыI исполнителя проекта.

www.mitht.ru/e-library

48

6.2 ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА.

Графическую часть проекта, состоящую из чертежей общего

вида вьшарного аппарата (первый корпус установки) и

технологической схемы установки выполняют раздельно на двух

листах формата Аl.

Чертёж обшего вида вьшарного аппарата вьmолняют в

продольном разрезе в стандартном масштабе с простановкой конструктивных, присоединительных и габаритных размеров.

Разрывы аппарата по высоте не допускаются. На этом же листе

(справа от общего вида) вычерчиваются разрезы, сечения, узлы и детали аппарата (в стандартных масштабах), дающие полное

представление об его устройстве.

Технологическая схема установки содержит упрощённое изображение всех аппаратов, машин и устройств, входящих в

проектируемую установку, а также магистральные и питающие

трубопроводы, которые обеспечивают работу установки при установивmемся режиме. Все аппараты, машины, устройства

показывают в условных изображениях согласно каталогам, придерживаясь соотношения их габаритных размеров.

для схемы должна быть принята единая система обозначения оборудования установки, которые записываются в таблицу.

6.3 ЗАЩИТА ПРОЕКТА.

Цель защиты курсового проекта состоит в проверке успешного

овладения студентом инженерных навыков при проектировании и

обосновании им целесообразности принятых технологических и

конструктивных решений, а также правильности npoизведёННых

расчётов.

www.mitht.ru/e-library

ЧУ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

Т, t - температура, ОС;

а- концентрация раствора, кг/кг;

с- теплоёмкость, кдж /кг К;

v- кинематическая вязкость, м2/с.

л-теплопроводность, Вт / м К;

Q - количество теплоты, кВт;

д. - разность температур, ОС;

F- поверхность нагрева, ~;

К- коэффициент теплопередачи, Вт / м2 К;

Е> - температура вторичноro пара ОС;

&- депрессия, ОС;

S - производительность, кг/с;

W- количество выпариваемой ВОды, кг/с;

Р- давление, МIIa;

r	- скрытая теплота парообразования, кДжIкг;
а.	- коэффициент теплоотдачи, Вт / м2 К;

G- массовый расход, кг/с;

р- плотность, кг/мЗ;

4h	- энтальпия, кДж/кг;
w	- скорость, м/с

ИНДЕКСЫ.

1 - порядковый номер;

т- температурная;

г- гидравлическая;

в- вода;

ст - стенка.

www.mitht.ru/e-library

50

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА.

1. Павлов к.Ф., Романков Н.Г., Носков А.А. Примеры и

задачи по курсу процессов и аппаратов химической

технологии, Л., Химия, 1987, 570с.

2.	Методическая	разработка	по	курсовому
	проектированию вьтарных аппаратов. М., МИТХТ.,
	1982 г.
2а.	Гурович Б.М.	"Таблицы теплофизических свойств
	некоторых	вешеств".	Изд.	Ташкентского

политехнического института им. А.Ф. Беруни, Ташкент,

1975 г.

3. Лащинский А.А., Толщинский А.Р. Основы

конструирования и расчета химической аппаратуры. М.,

Машиностроение, 1970 г., 788 с.

4. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи.

М., Энергия, 1977 г., 343 с.

5. Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты

химической технологии. М., Химия, 1981, 811 с.

6. дытнрский Ю.Н. Основные процессы и аппараты

химической технологии. Пособие по проектированию.

М., Химия,1991, 493 с.

7. Выпарные вертикальные трубчатые аппараты общего

назначения. Каталог-справочник. Укр. нииХИММАШ, 1972 г., 65 с.

8. Карасёв В.В. Методические указания по расчёту тепловой изоляции аппаратов. М., :М:ИТХТ, 2000 г.

9. Батурин А.Т., Ицкович Г.М., Панич Б.Б., Чернин И.М. Детали машин. М., Машиностроение, 1966 г., 475 с.

10. Кувшинский М.Н., Соболева А.П. Курсовое проектирование по предмету "Процессы и аппараты

www.mitht.ru/e-library