- •Многокорпусная выпарная установка с равными поверхностями нагрева
- •Оглавление
- •Основные условные обозначения.
- •Индексы
- •1. Цель и задачи курсового проектирования
- •2. Проработка общих вопросов
- •2.1. Выбор места размещения установки
- •2.2. Теплофизические свойства раствора, водяного пара и его конденсата
- •2.3. Выбор типа выпарного аппарата
- •2.4. Конструкционный материал выпарных аппаратов
- •2.5. Технологическая схема выпарной установки
- •3. Расчет1подогревателя исходного раствора
- •3.1. Расчет тепловой нагрузки
- •3.2. Расход греющего пара в подогревателе
- •3.3. Расчет требуемой поверхности теплообмена подогревателя
- •4. Расчет выпарных аппаратов
- •4.1 Расчет поверхности теплообмена греющих камер выпарных аппаратов
- •Алгоритм расчета.
- •4.2. Размеры сепарационного пространства.
- •4.3. Тепловая изоляция аппарата
- •4.4. Диаметры штуцеров и трубопроводов для материальных потоков
- •4.5. Механический расчет элементов аппарата
- •5. Блок создания и поддержания вакуума
- •5.1. Расчет барометрического конденсатора смешения
- •5.2 Расчет и выбор вакуум-насоса.
- •6. Расчет и выбор вспомогательного оборудования
- •6.1 Перекачивающие насосы.
- •6.2 Конденсатоотводчики.
- •6.3 Емкости
- •7. Оформление кусового проекта
- •7.1 Расчетно-пояснительная записка
- •7.2 Графическая часть проекта.
- •7.3 Защита проекта.
- •Приложение 1. Теплофизические свойства растворов некоторых солей.
- •1.2. Плотность ()
- •1.3. Кинематическая вязкость ( )
- •1.4. Теплоемкость ()
- •1.5. Критерий прандтля
- •1.6. Коэффициент температуропроводности ()
- •Приложение 2 физические свойства воды и водяного пара на линии насыщения
- •2.1. Физические свойства воды на линии насыщения
- •2.2. Физические свойства водяного пара на линии насыщения
- •Приложение 3 пример расчета подогревателя
- •Приложение 4 уточненный выбор конструкции теплообменника и его размеров
- •Приложение 5 пример расчета двухкорпусной выпарной установки
- •Расчет температуры кипения t2 и температурной депрессии 2 для II корпуса
- •Расчет комплексов а1 и а2.
- •Расчет величин b01 и b02.
- •Пример расчета барометрического конденсатора смешения и вакуум-насоса
- •Рекомендуемая литература
Основные условные обозначения.
A |
-комплекс величин в формуле для коэффициента теплоотдачи при конденсации пара; |
-комплекс теплофизических величин; | |
a |
-концентрация раствора, кг/кг; |
B0 |
-коэффициент, отражающий свойства кипящей жидкости; |
с |
-теплоемкость, кДж/кг К; |
F |
-поверхность нагрева, м2; |
g |
-ускорение свободного падения; |
i, h |
-энтальпия, кДж/кг; |
H |
-высота; |
k |
-коэффициент теплопередачи, Вт/м2К; |
M |
-молярная масса; |
p |
-давление, Па; |
Q |
-поток теплоты, кВт; |
r |
-скрытая теплота парообразования, кДж/кг; |
S |
-производительность, кг/с; |
T |
-температура греющего пара, 0С; |
t |
-температура кипения раствора, 0С; |
W |
-количество выпариваемой воды, кг/с; |
w |
-скорость, м/с; |
α |
-коэффициент теплоотдачи, Вт/м2К; |
∆ |
-разность температур, 0C; |
δ |
-депрессия, 0C; |
Θ |
-температура вторичного пара, 0C; |
λ |
-теплопроводность, Вт/м К; |
μ |
-динамическая вязкость, Па∙с; |
ν |
-кинематическая вязкость, м2/с; |
ρ |
-плотность, кг/м3. |
φ |
-относительный коэффициент теплоотдачи; |
Индексы
i |
-порядковый номер; |
в |
-вода; |
г |
-гидравлическая, газ; |
из |
-изоляция; |
к |
-конденсатор; |
н |
-начальный; |
пг |
-парогазовая смесь; |
ст |
-стенка; |
0 |
-на входе; |
1 |
-первый корпус; |
2 |
-второй корпус; |
3 |
-третий корпус; |
1. Цель и задачи курсового проектирования
Курсовой проект является самостоятельной работой студента, базирующейся не только на курсе «Процессы и аппараты химической технологии», но и на ряде других дисциплин (графика, техническая термодинамика, физическая химия и др.). Качество проекта зависит от степени овладения студентом знаниями по указанным дисциплинам, от умения пользоваться технической литературой и от проявленной при проектировании инициативы.
Целью курсового проекта является привитие студенту инженерных навыков и закрепление знаний, приобретенных при изучении курса «Процессы и аппараты химической технологии» и сопряженных с ним дисциплин.
При работе над проектом студент комплексно использует полученные знания применительно к решению конкретной задачи по аппаратурно-технологическому оформлению определенного процесса в промышленном масштабе, получает первые навыки проектирования промышленных аппаратов.
Первым и необходимым условием инженерного подхода к решению поставленной задачи является тщательное изучение материала соответствующих глав теоретического курса, без чего немыслимо технически грамотное выполнение как расчетной, так и графической частей проекта [1].
2. Проработка общих вопросов
2.1. Выбор места размещения установки
Этот этап следует начать с мотивированного выбора и обоснования района строительства проектируемой установки. Основой для такого выбора служат действующие и проектируемые производства – поставщики исходного сырья или потребители конечного продукта, а также технологические условия работы этих производств.
Выбор района строительства позволит оценить климатические условия, в которых будет эксплуатироваться установка, выявить параметры воздуха и воды, используемых на установке и обосновать место размещения проектируемой установки, что немаловажно для последующих расчетов и компоновки оборудования.
Большое распространение находит размещение технологического оборудования на открытых площадках, что позволяет значительно сократить стоимость и сроки строительных и монтажных работ; повышает безопасность работы с вредными, взрыво- и огнеопасными веществами; снижает непроизводительные расходы на эксплуатацию зданий (вентиляция, отопление, освещение и т.д.); облегчает монтаж и демонтаж оборудования. Однако такое размещение установки требует усиления тепловой изоляции аппаратов и коммуникаций, их защиты от атмосферного воздействия.
Эти и некоторые другие расходы обычно уступают экономии средств, достигаемой при полном или частичном размещении установки на открытой площадке. При размещении установки на открытой площадке, в целях надежной и безопасной ее работы, должны быть предусмотрены устройства, исключающие забивку аппаратов и коммуникаций осадком растворенного вещества.
При выборе места размещения установки следует учитывать периодические остановки выпарных аппаратов для их очистки от отложений (инкрустов), которые приводят к существенному снижению интенсивности процесса теплопередачи.