66023 (589111), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Таблица 2.1 - Свойства греющего пара

Давление, МПа	Температура, C	Теплота парообразования, кДж/кг
Рг1=0,15	tг1=110	rг1=2234
Рг2=0,07	tг2=88	rг2=2288

Сумма гидродинамических депрессий равна:

По температурам вторичных паров определим их давление и теплоты парообразования.

Таблица 2.2 - Свойства вторичного пара

Гидростатическая депрессия обуславливается наличием гидростатического эффекта:

Сумма гидростатических депрессий равна:

Температурную депрессию определим, зная температуру кипения в корпусе АВ1:

Сумма температурных депрессий равна:

Расчёт полезной разности температур

Необходимым условием передачи тепла в корпусе АВ1 является наличие некоторой полезной разности температур греющего пара и кипящего раствора.

Полярные разности в корпусе АВ1:

Общая полезная разность температур:

Проверим общую полярную разность температур:

Определение пароотбора в корпусе АВ1

Расход пара на подогревание рассчитываем по формуле :

где - масса квасного сусла, кг;

- теплоёмкость квасного сусла, Дж/кг К;

- начальная и конечная температуры квасного сусла, C;

- коэффициент потерь теплоты;

- энтальпия вторичного пара, Дж/кг;

- теплоёмкость конденсата, Дж/кг К;

- температура конденсата, C;

- удельная теплота конденсации вторичного пара,

Дж/кг.

Количество пара, отбираемого у АВ1:

Расход экстра - пара:

2.1.2 Основное уравнение материального баланса:

где - расход греющего пара, кг/ч;

- коэффициент испарения для -ого корпуса:

- коэффициент самоиспарения для -ого корпуса:

где - энтальпия соответственно греющего пара, конденсата и вторичного пара, Дж/кг;

- температура кипения, С;

- теплоёмкость растворителя и раствора, Дж/кг К;

- коэффициент, учитывающий потери тепла,

Для расчёта используем метод Тищенко И.А., учитывающий самоиспарение раствора, а также то обстоятельство, что и

После преобразования получаем:

где - коэффициенты, значения которых зависят от числа корпусов и теплового режима установки.

Расход греющего пара для корпуса АВ1:

Количество выпаренной воды в корпусе АВ1:

Производительность установки по выпариваемой воде равна: , что соответствует заданному значению. Расчёт выполнен верно.

Концентрация квасного сусла:

Количество квасного сусла, выходящего из корпуса АВ1:

Материальный баланс для всей установки имеет вид:

где - расход квасного сусла, поступающего на установку, кг/ч;

- расход квасного сусла, удаляемого из аппарата, кг/ч.

Проверим выполненные расчёты:

Из этого равенства видно, что расчёт выполнен верно.

При кипении водных растворов можно принять удельную

тепловую нагрузку:

Тогда поверхность теплопередачи корпуса АВ1

ориентировочно будет равна:

Согласно ГОСТ 11987 - 81 по рассчитанной поверхности теплопередачи, выбираю поверхность выпарного аппарата АВ1. Выбираю выпарной аппарат АВ1 с поверхностью нагрева 200 м², размером греющих труб 38 2 4000 мм и количеством греющих труб 419 штук.

2.2 Определение основных размеров технологического оборудования выпарной установки АВ1

Исходные данные для расчёта:

- давление греющего пара ;

- давление вторичного пара ;

- количество греющего пара ;

- количество вторичного пара ;

- температура греющего пара ;

- теплота испарения греющего пара ;

- вязкость греющего пара ;

- плотность греющего пара .

Физические константы конденсата при температуре кипения:

- вязкость ;

- плотность ;

- теплопроводность ;

- температура вторичного пара ;

- скрытая теплота парообразования вторичного ;

пара

- плотность вторичного пара ;

- вязкость вторичного пара ;

- температура квасного сусла .

Физические свойства квасного сусла:

- коэффициент динамической вязкости ;

- коэффициент кинематической вязкости ;

- теплоёмкость ;

- теплопроводность ;

- плотность ;

- плотность орошения (часовая) .

Плотность орошения:

2.2.1 Расчёт коэффициента теплопередачи выпарного аппарата АВ1

Критерий Рейнольдса для определения режима:

Температура плёнки конденсата:

Отношение

Температура стенки:

Частный температурный напор:

Значение

Значение

При меньше режим ламинарный волновой.

Коэффициент теплоотдачи ламинарный:

где - коэффициент, равный .

Коэффициент теплоотдачи:

где - поправка;

- поправка, равная .

Значение Рейнольдса для раствора квасного сусла:

Критерий Прандтля для раствора квасного сусла:

Критерий Нуссельта:

Коэффициент теплоотдачи Нуссельта:

где - толщина плёнки.

Коэффициент теплопередачи (расчётный):

Коэффициент теплопередачи, принятый с учётом влияния коэффициента термических сопротивлений и влияния неконденсирующихся газов:

где - величина коэффициента термического сопротивления;

- коэффициент, учитывающий влияние неконденсирующихся газов.

2.2.2 Определение поверхности нагрева выпарного аппарата АВ1

Величина теплового потока:

Полезная разность температур в корпусе АВ1:

Поверхность нагрева (расчётная):

Поверхность нагрева (принятая):

2.2.3 Определение конструктивных размеров выпарного аппарата АВ1

Диаметр греющих труб (наружный):

который принят конструктивно.

Толщина греющих труб:

которая принята конструктивно.

Длина греющих труб:

которая принята конструктивно.

Количество греющих труб:

Диаметр сепаратора (расчётный):

где - допустимая скорость вторичного пара в сепараторе из опыта эксплуатации подобных систем для пенящихся растворов.

Диаметр сепаратора (принятый):

который принят конструктивно.

Действительная скорость вторичного пара в сепараторе:

Диаметр штуцера входа парогазовой смеси в сепаратор (расчётный):

где - допустимая скорость пара в штуцере.

Диаметр штуцера (принятый):

Скорость пара в штуцере (действительная):

Высота сепаратора: которая принимается с учётом практических данных эксплуатации подобных систем.

3 ПРОЧНОСТНЫЕ РАСЧЁТЫ

Исходные данные для расчёта:

- давление рабочее (абсолютное) в аппарате, МПа

- температура рабочей среды, С

- материал конструкции

- допустимое напряжение, МПа

- диаметр, мм

- диаметр укрепляемого отверстия, мм

- скорость коррозии, мм/год

- срок службы, лет

3.1 Расчёт толщины стенки цилиндрической обечайки аппарата

Давление расчётное сепаратора (наружное):

Определение толщины стенки цилиндрической обечайки, работающей под наружным давлением

Толщину стенки цилиндрической обечайки определяем по формуле:

где - расчётная толщина стенки цилиндрической обечайки:

где - коэффициент, который определяем по номограмме

где - коэффициент запаса устойчивости в рабочих условиях:

- модуль упругости стали при

где - расчётная длина цилиндрической обечайки:

Зная , найдём :

- конструктивная прибавка, которая определяется по формуле:

где - прибавка для компенсации коррозии и эрозии;

- прибавка для компенсации минусового допуска;

- технологическая прибавка.

Толщина стенки цилиндрической обечайки сепаратора определяется по формуле:

Проверка области применения расчётных формул:

- условие выполняется.

Определение допускаемого давления в аппарате (наружного):

так как полученное значение коэффициента лежит ниже соответствующей штрихпунктирной линии

Условие выполняется так как

3.2 Расчёт толщины стенки эллиптического отбортованного днища, работающего под наружным давлением

Толщину стенки приближённо определяем по формуле:

где .

Радиус кривизны в вершине днища равен:

где - для эллиптических днищ с

Для предварительного расчёта принимают равным для эллиптических днищ.

Толщина стенки эллиптического отбортованного днища определяется по формуле:

Принимаем стандартную толщину стенки эллиптического днища:

Проверка области применения расчётных формул:

- условие выполняется.

Допускаемое наружное давление следует рассчитывать по формуле:

Характеристики

Список файлов ВКР