Расчёт барометрического конденсатора
Для создания вакуума в выпарных установках обычно применяют конденсаторы смешения с барометрической трубой. В качестве охлаждающего агента используют воду, которая подаётся в конденсатор чаще всего при температуре окружающей среды (около 20 °С). Смесь охлаждающей воды и конденсата выливается из конденсатора по барометрической трубе. Для поддержания постоянства вакуума в системе из конденсатора с помощью вакуум-насоса скачивают неконденсирующиеся газы.
Необходимо рассчитать расход охлаждающей воды, основные размеры (диаметр и высоту) барометрического конденсатора и барометрической трубы, производительность вакуум насоса.
Расхода охлаждающей воды
Расход охлаждающей воды Gв определяют из теплового баланса конденсатора:
(61)
где Iбк – энтальпия паров в барометрическом конденсаторе, Дж/кг; tн – начальная температура охлаждающей воды, °С; tк – конечная температура смеси воды и конденсата, °С.
Разность температур между паром и жидкостью на выходе из конденсатора должна быть 3 – 5 град. Поэтому конечную температуру воды tк на выходе из конденсатора принимают на 3 – 5 град ниже температуры конденсации паров:
Диаметра барометрического конденсатора
Диаметр барометрического конденсатора dбк определяют из уравнения расхода:
(62)
|
|
где ρ – плотность паров, кг/м3; v – скорость паров, м/с.
При остаточном давлении в конденсаторе порядка 104 Па скорость паров v принимают 15 – 25 м/с:
По типовым конструкциям подбираем конденсатор диаметром, равным расчётному или ближайшему большему. Определяем его основные размеры. Выбираем барометрический конденсатор диаметром dбк = 1600 мм[3].
Расчет высоты барометрической трубы
В соответствии с нормалями ОСТ 26716 – 73, внутренний диаметр барометрической трубы dбт равен 300 мм.
Скорость воды в барометрической трубе vв равна:
м/с (63)
Высоту барометрической трубы определяют по уравнению:
(64)
где В – вакуум в барометрическом конденсаторе, Па; Σξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений; λ – коэффициент трения в барометрической трубе; Нбт, dбт – высота и диаметр барометрической трубы, м; 0,5 – запас высоты на возможное изменение барометрического давления, м.
В = Ратм – Рбк (65)
Σξ = ξвх + ξвых – коэффициенты местных сопротивлений на входе в трубу и на выходе из неё.
Коэффициент трения λ зависит от режима течения жидкости. Определим режим течения воды в барометрической трубе:
|
|
(66)
По числу Рейнольдса для гладких труб коэффициент трения λ=0,013.
Расчёт производительности вакуум-насоса
Производительность вакуум-насоса Gвозд определяется количеством газа (воздуха), который необходимо удалять из барометрического конденсатора:
кг/с (67)
где 2,5 ∙ 10-5 – количество газа, выделяющегося из 1 кг воды; 0,01 – количество газа, подсасываемого в конденсатор через неплотности на 1 кг паров.
Объёмная производительность вакуум-насоса равна:
(68)
где R – универсальная газовая постоянная, Дж/(кмоль∙К); Mвозд – молекулярная масса воздуха, кг/кмоль; tвозд – температура воздуха, °С; Рвозд – парциальное давление сухого воздуха в барометрическом конденсаторе, Па.
Температуру воздуха рассчитывают по уравнению:
,°С (69)
Давление воздуха равно:
Рвозд = Рбк – Рп (70)
где Рп – давление сухого насыщенного пара (Па) при tвозд.
Зная объёмную производительность Vвозд и остаточное давление Рбк, по ГОСТ 1867 – 57 подбираем вакуум-насос .
|
|
Заключение
Целью данного курсового проекта являлся расчет выпарной установки непрерывного действия.
Маркировку выбранного оборудования сведем в таблицу 8.
Таблица 8 Маркировка выбранного оборудования
№ | Наименование | Марка |
1 | Насос центробежный | |
2 | Вакуум-насос | |
3 | Теплообменник | |
4 | Конденсатоотводчик | |
5 | Ёмкость начального раствора | |
6 | Ёмкость упаренного раствора | |
7 | Обечайка | |
8 | Барометрический конденсатор | |
9 | Опора |
Библиографический список
1. Алексеев, В.А. и др. Машины и аппараты химических производств. Учебное пособие [текст] / В.А. Алексеев, - Казань: Казанский ГТУ, 2008., 305 с.
2. Амирханов Р.А., Б.Х. Драганов Теплотехника [Текст]: учебник / Р.А. Амирханов, Б.Х. Драганов. – М.: Энергоатомиздат: 2006., 420 с.
3. Аналитическая химия. ПЛОТНОСТЬрастворов нитрата аммония (nh4no3) при 200С - [Электронный ресурс]. Режим доступа: /http://www.novedu.ru/sprav/pl-nh4no3.htm 2015 г.
4. Бондарь, В.И. Коррозия и защита материалов. Учебное пособие для студентов металлургических специальностей [текст] / В.И. Бондарь, - Мариуполь: ПГТУ, 2009., 126 с.
|
|
5. Ефремов, А.П. Химическое сопротивление материалов. Учебное пособие [текст] / А.П. Ефремов, - М.: ГУП Издательство «Нефть и газ», РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2004., 210с.
6. Инсафуддинов С.З., Юхин Д.П. Методические указания и задания к курсовой работе по теме: «Расчёт многокорпусной выпарной установки» для студентов направления 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника» [текст] / С.З. Инсафуддинов, Д.П. Юхин - Уфа: БГАУ, 2012, 24с.
7. Каталог ОАО ДимитровградХИММАШа. Теплообменные аппараты, 2009., 15 с.
8. Кордон М.Я., Симакин В.И., Горешник И.Д. Теплотехника [текст]:учебное пособие/ М.Я. Кордон - Пенза 2005.,167 с.
9. Косинцев В.И. и др. Основы проектирования химических производств [текст]: учебник для ВУЗов / В.И. Косинцев – М.: ИКЦ «Академкнига», 2005., 332 с.
10. Новый справочник химика и технолога. Процессы и аппараты химических технологий. часть I - СПб: «Мир и семья», 2006., 916 с.
11. Электронный справочник: Удельная теплоемкость водных растворов. Режим доступа: http://chemport.ru/data/data37.shtm 2015 г.
№ _______________ года
Подписано в печать ___.__________._____.
Формат 60х84. Бумага типографическая
Гарнитура Таймс. Усл. печ. л. _____. Усл. изд. л. ____
Тираж 100 экз. Заказ № ____
Издательство Башкирского государственного аграрного университета
Типография Башкирского государственного аграрного университета
Адрес издательства и типографии: 450001, г. Уфа, ул. 50 лет Октября, 34
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 1159; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!