Министерство образования и науки Российской Федерации

Московский государственный университет тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова

Кафедра «Процессы и аппараты химической технологии им. Н.И. Гельперина»

М.К. Захаров

Многокорпусная выпарная установка с равными поверхностями нагрева

Методические указания по выполнению курсового проекта

Москва 2014

УДК 536

ББК 35.114

Рецензент проф. Челюскина Т.В. (каф. ХТООС МИТХТ им. М.В. Ломоносова)

Многокорпусная установка с равными поверхностями нагрева. Методические указания по выполнению курсового проекта / М.К. Захаров. – М.: ИПЦ МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2014. – 68 стр.

Компьютерная верстка: Бойчук А.А., Логузов С.Д.

Сформулированы основные требования к выполнению курсового проекта и изложены методики расчета и подбора аппаратов. Даны примеры расчетов теплообменника, выпарных аппаратов и барометрического конденсатора смешения. В ряде случаев в этом пособии даны ссылки на литературу, где отдельные расчеты выполнены более подробно.

Предназначено для студентов 3 курса, обучающихся по направлению: 240100 Химическая технология и Биотехнология, а также для студентов старших курсов при выполнении квалификационных работ бакалавриата и магистратуры.

Утверждено библиотечно-издательской комиссией в качестве учебно-методического пособия.

© МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2014

Оглавление

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ. 5

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ 6

2. ПРОРАБОТКА ОБЩИХ ВОПРОСОВ 6

2.1. ВЫБОР МЕСТА РАЗМЕЩЕНИЯ УСТАНОВКИ 6

2.2. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАСТВОРА, ВОДЯНОГО ПАРА И ЕГО КОНДЕНСАТА 7

2.3. ВЫБОР ТИПА ВЫПАРНОГО АППАРАТА 8

2.4. КОНСТРУКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ ВЫПАРНЫХ АППАРАТОВ 8

2.5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ВЫПАРНОЙ УСТАНОВКИ 9

3. РАСЧЕТ ПОДОГРЕВАТЕЛЯ ИСХОДНОГО РАСТВОРА 10

3.1. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ 10

3.2. РАСХОД ГРЕЮЩЕГО ПАРА В ПОДОГРЕВАТЕЛЕ 10

3.3. РАСЧЕТ ТРЕБУЕМОЙ ПОВЕРХНОСТИ ТЕПЛООБМЕНА ПОДОГРЕВАТЕЛЯ 10

4. РАСЧЕТ ВЫПАРНЫХ АППАРАТОВ 13

4.1 РАСЧЕТ ПОВЕРХНОСТИ ТЕПЛООБМЕНА ГРЕЮЩИХ КАМЕР ВЫПАРНЫХ АППАРАТОВ 13

4.2. РАЗМЕРЫ СЕПАРАЦИОННОГО ПРОСТРАНСТВА. 21

4.3. ТЕПЛОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ АППАРАТА 22

4.4. ДИАМЕТРЫ ШТУЦЕРОВ И ТРУБОПРОВОДОВ ДЛЯ МАТЕРИАЛЬНЫХ ПОТОКОВ 22

4.5. МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ АППАРАТА 23

5. БЛОК СОЗДАНИЯ И ПОДДЕРЖАНИЯ ВАКУУМА 23

5.1. РАСЧЕТ БАРОМЕТРИЧЕСКОГО КОНДЕНСАТОРА СМЕШЕНИЯ 24

5.2 РАСЧЕТ И ВЫБОР ВАКУУМ-НАСОСА. 27

6. РАСЧЕТ И ВЫБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 28

6.1 ПЕРЕКАЧИВАЮЩИЕ НАСОСЫ. 28

6.2 КОНДЕНСАТООТВОДЧИКИ. 28

6.3 ЕМКОСТИ 29

7. ОФОРМЛЕНИЕ КУСОВОГО ПРОЕКТА 29

7.1 РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 29

7.2 ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА. 30

7.3 ЗАЩИТА ПРОЕКТА. 31

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. 32

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ НЕКОТОРЫХ СОЛЕЙ. 32

1.1ТЕМПЕРАТУРА КИПЕНИЯ (t, ) 32

1.2. ПЛОТНОСТЬ () 34

1.3. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ ВЯЗКОСТЬ ( ) 36

1.4. ТЕПЛОЕМКОСТЬ () 38

1.5. КРИТЕРИЙ ПРАНДТЛЯ 40

1.6. КОЭФФИЦИЕНТ ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИ () 42

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 43

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ И ВОДЯНОГО ПАРА НА ЛИНИИ НАСЫЩЕНИЯ 43

2.1. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ НА ЛИНИИ НАСЫЩЕНИЯ 43

2.2. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЯНОГО ПАРА НА ЛИНИИ НАСЫЩЕНИЯ 44

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 45

ПРИМЕР РАСЧЕТА ПОДОГРЕВАТЕЛЯ 45

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 49

УТОЧНЕННЫЙ ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ ТЕПЛООБМЕННИКА И ЕГО РАЗМЕРОВ 49

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 53

ПРИМЕР РАСЧЕТА ДВУХКОРПУСНОЙ ВЫПАРНОЙ УСТАНОВКИ 53

ПРИМЕР РАСЧЕТА БАРОМЕТРИЧЕСКОГО КОНДЕНСАТОРА СМЕШЕНИЯ И ВАКУУМ-НАСОСА 68

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА 71