p align="left">Тогда dбк = (4*3716,4/3600(0,04782*3,14*20))1/2 = 1,17м. По (4, стр. 41) подбираем конденсатор: dбк = 1200мм; Высота цилиндрической части 4,90м Диаметры штуцеров условные: Для входа вторичного пара 450мм; Для входа охлаждающей воды 250мм; Для барометрической трубы 250мм; Для выхода парогазовой смеси 200мм. 6.1.3. Высота барометрической трубы. Диаметр барометрической трубы dбт = 250мм. Скорость воды в барометрической трубе: v = 4(Gв + W3)/(rpdбт2) = 4(31,98+1,03)/(1000*3,14*0,252)= =0,67м/с. Высота барометрической трубы: Нбт=В/rвg + (1+Sx+l Нбт/ dбт)v2/2g + 0,5 , где В - вакуум в барометрическом конденсаторе; Sx - сумма коэффициентов местных сопротивлений; l - коэффициент трения в барометрической трубе; 0,5 - запас высоты на возможное изменение барометрического давления. В = Ратм - Рбк = 98000 - 7000 = 91000 Па; Sx = xвх+xвых =0,5 +1,0 =1,5, где xвх, xвых - коэффициенты местных сопротивлений на входе в трубу и выходе из неё (3, стр. 494). Коэффициент трения l зависит от режима течения жидкости. Определим режим: Re = dбтv/nв = 0,25*0,67/0,81*10-6 = 206790 , где nв = 0,81*10-6 м2/с при tк = 34,70С (3, стр. 512). При Re = 206790 коэффициент трения определяется по формуле Никурадзе: l = 0,0032 + 0,221*Re-0,237=0,015 Т. о., Нбт=91000/1000*9,81 + (1+1,5?????5 Нбт/ 0,25)0,672/2*9,81 + 0,5=9,833+0,00137 Нбт Нбт=9,8 м. 6.1.4. Барометрический ящик. Барометрический ящик, заполненный водой и сообщающийся с атмосферой, является гидравлическим затвором для барометрической трубы. Объём воды в ящике должен обеспечивать заполнение барометрической трубы при пуске установки. Следовательно, объём ящика должен быть не менее объёма барометрической трубы, а форма ящика может быть произвольной: V3 >= pdбт2Нбт /4>=3,14*0,252*9,8/4 = 0,48 м3. 6.2. Расчёт производительности вакуум-насоса. Производительность вакуум-насоса Gвозд определяется количеством газа (воздуха), который необходимо удалять из барометрического конденсатора: Gвозд =2,5*10-5(Gв + W3)+0,01W3= 2,5*10-5 (31,98+1,03) +0,01*1,03 = 11,1*10-3кг/с Объёмная производительность вакуум-насоса равна: Vвозд = R(273+tвозд) Gвозд/(MвоздPвозд), где R = 8314 Дж/(кмоль*К)- универсальная газовая постоянная; Mвозд = 29 кг/кмоль - молекулярная масса воздуха; tвозд - температура воздуха: tвозд= tн +4+0,1*( tк - tн) = 20 + 4 + 0,1* 14,7 = 25,50С; Рвозд- парциальное давление сухого воздуха в барометрическом конденсаторе: Рвозд = Рбк -Рп = 7000-3355 = 3645 Па, где давление сухого насыщенного пара Рп = 0,03426 ат = 3355 Па при температуре 25,50С (2, стр. 17). Тогда Vвозд = 8314(273+25,5) 1,1*10-3/(29*3645)=0,026 м3/с =1,55 м3/мин Зная объёмную производительность и остаточное давление, по каталогу (7, стр. 188) подбираем вакуум-насос типа ВВН-3 с мощностью на валу N = 6,5 кВт. 7. Расчет и выбор вспомогательного оборудования выпарной установки. 7.1. Конденсатоотводчики. Для отвода конденсата, образующегося при работе теплообменных аппаратов, в зависимости от давления пара, применяют различные виды устройств. 7.1.1. Конденсатоотводчик для отвода конденсата из теплообменника, обогревающего исходный раствор до температуры кипения. Температура греющего пара на входе в теплообменник 1270С, следовательно, давление Р = 2,5160 ат = =0,247 МПа. При данном давлении устойчиво работает конденсатороотводчик термодинамический муфтовый чугунный типа 45ч12нж. Расчётное количество конденсата после теплообменника: Расход греющего пара Gрасч = 2774 кг/ч, тогда G = 1,2Gрасч = 3,3 т/ч. Давление пара перед конденсатоотводчиком: Р1 = 0,95*Р = 1,44 ати. Давление пара после конденсотоотводчика: Р2 = 0,5* Р1 = 0,72 ати. Условная пропускная способность: KVy = G/(A*DP0,5), где DP = 0,72ат = 0,07МПа - перепад давления на конденсатоотводчике; А = 0,67 - коэффициент, учитывающий температуру конденсата и перепад давлений на конденсатоотводчике (11, стр.6). KVy = 3,3/(0,67*0,720,5) = 6 т/ч. Подбор конденсатоотводчиков типа 45ч12нж по (11, стр. 7): Установим 3 одинаковых конденсатоотводчика с условной пропускной способностью KVy = 2; диаметр условного прохода равен 40мм; размеры L=170мм, L1= 22мм, Hmax=89мм, H1= 42,5мм, Do=111,5мм. 7.1.2. Конденсатоотводчик для отвода конденсата из первого корпуса выпарной установки. Температура греющего пара на входе в аппарат 1500С, следовательно, давление Р = 4,85 ат =0,476 МПа. При данном давлении устойчиво работает конденсатороотводчик термодинамический муфтовый чугунный типа 45ч12нж. Расчётное количество конденсата после теплообменника: Расход греющего пара Gрасч = 6596 кг/ч, тогда G = 1,2Gрасч = 7,9 т/ч. Давление пара перед конденсатоотводчиком: Р1 = 0,95*Р = 3,61 ати. Давление пара после конденсотоотводчика: Р2 = 0,5* Р1 = 1,81 ати. Условная пропускная способность: KVy = G/(A*DP0,5), где DP = 1,8 ат = 0,18 МПа - перепад давления на конденсатоотводчике; А = 0,55 - коэффициент, учитывающий температуру конденсата и перепад давлений на конденсатоотводчике (11, стр.6). KVy = 4,61/(0,55*0,180,5) = 6,2 т/ч. Подбор конденсатоотводчика типа 45ч12нж по (11, стр. 7): Установим 2 одинаковых конденсатоотводчика с условной пропускной способностью KVy = 2 и один с условной пропускной способностью KVy = 2,5. При KVy = 2 диаметр условного прохода равен 40мм; размеры L=170мм, L1= 22мм, Hmax=89мм, H1= 42,5мм, Do=111,5мм. При KVy = 2,5 диаметр условного прохода равен 50мм; размеры L=200мм, L1= 24мм, Hmax=103мм, H1= 60мм, Do=115мм. 7.1.3. Конденсатоотводчик для отвода конденсата из второго корпуса выпарной установки. Температура греющего пара на входе в аппарат 1270С, следовательно, давление Р =0,247 МПа. При данном давлении устойчиво работает конденсатороотводчик термодинамический муфтовый чугунный типа 45ч12нж. Расчётное количество конденсата после теплообменника: Расход греющего пара Gрасч = W1-E1=2,3 т/ч, тогда G = 1,2Gрасч = 2,8 т/ч. Давление пара перед конденсатоотводчиком: Р1 = 0,95*Р = 1,425 ати. Давление пара после конденсотоотводчика: Р2 = 0,5* Р1 = 0,713 ати. Условная пропускная способность: KVy = G/(A*DP0,5), где DP = 0,7125 ат - перепад давления на конденсатоотводчике; А = 0,7 - коэффициент, учитывающий температуру конденсата и перепад давлений на конденсатоотводчике (11, стр.6). KVy = 2,8/(0,7*0,7130,5) = 5 т/ч. Подбор конденсатоотводчика типа 45ч12нж по (11, стр. 7): Установим 2 одинаковых конденсатоотводчика с условной пропускной способностью KVy = 2,5. При KVy = 2,5 диаметр условного прохода равен 50мм; размеры L=200мм, L1= 24мм, Hmax=103мм, H1= 60мм, Do=115мм. 7.1.4. Конденсатоотводчик для отвода конденсата из третьего корпуса выпарной установки. Температура греющего пара на входе в аппарат 920С, следовательно, давление Р =0,076 МПа = 0,077ат. При данном давлении устойчиво работает конденсатороотводчик поплавкрвый муфтовый (с опрокинутым поплавком) 4513нж. Расчётное количество конденсата после теплообменника: Расход греющего пара Gрасч = W2 = 3,0 т/ч, тогда G = 1,2Gрасч = 3,6 т/ч. Давление пара перед конденсатоотводчиком: Р1 = 0,95*Р = 0,0722МПа = 0,7 ат. Давление пара после конденсотоотводчика: Р2 = 0,5* Р1 = 0,0361МПа = 0,4 ат. Условная пропускная способность: tн = 89,450С - температура насыщенного пара (2, стр. 23) tк = 75,420С - температура конденсата (2, стр.23) т.к. tк/tн = 0,84 < 0,85, то KVy = G/(rt*DP)0,5, где DP = 0,0361МПа = 0,37 ат - перепад давления на конденсатоотводчике; rt = 0,2459 кг/м3 - плотность среды, протекающей через конденсатоотводчик при температур tк (2, стр.23). KVy = 3,6/(0,37*0,2459)0,5 = 12 т/ч. Подбор конденсатоотводчика (11, стр. 7): Установим 2 одинаковых конденсатоотводчика с условной пропускной способностью KVy = 6,3; диаметр условного прохода равен 50мм; размеры L=24мм, L1= 50мм, H = 390мм, D=250мм. 7.2. Ёмкости. На проектируемой установке должны быть предусмотрены ёмкости для исходного и упаренного растворов, обеспечивающие непрерывную работу установки в течение 3 часов. 7.2.1. Ёмкость для исходного раствора. Производительность по исходному раствору S0 = 20000кг/ч. Плотность 10% раствора хлорида натрия при температуре окружающей среды r = 1070,7 кг/м3. Тогда объём раствора равен V = S0/r--=? 20000/1070,7 = 18,7 м3/ч. Тогда предварительный объём емкости с учётом коэффициента заполнения e--=?0,8? равен V' = V *3ч/e = 70 м3. 7.2.2. Ёмкость для исходного раствора. Производительность по исходному раствору S3 = S0 - W = 20000 - 12000 = 8000 кг/ч. Плотность 25% раствора хлорида натрия при температуре t3 = 43,40С --r = 1137,7 кг/м3. Тогда объём раствора равен V = S0/r--=?8000/1137,7 = 7,0 м3/ч. Тогда предварительный объём емкости с учётом коэффициента заполнения e--=?0,8? равен V' = V *3ч/e = 26 м3 8. Список литературы. Н.И.Гельперин, К.И.Солопенков «Прямоточная многокорпусная выпарная установка с равными поверхностями нагрева». Москва,1975г. М.П.Вукалович «Термодинамические свойства воды и водяного пара». Москва, Машиновтроение,1967г. К.Ф.Павлов, Н.Г.Романков, А.А.Носков «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии». Ленинград, Химия, 1987г. П.Г.Алексеев, М.К.Захаров «Методические указания по курсовому проектированию прямоточных многокорпусных выпарных установок с равными поверхностями нагрева». Москва, МИТХТ,1999г. А.А.Лощинский, А.Р.Толщинский «Основы конструирование и расчета химической аппаратуры». Москва, Машиностроение, 1970г. Б.М.Гурович «Таблицы теплофизических свойств некоторых веществ». Ташкент, Ташкентский политехнический институт им. А.Ф.Беруни, 1975г. Ю.И.Дытнерский «Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию». Москва, Химия, 1991г. Б.Г.Варфоломеев, В.В.Карасёв «Конструктивное оформление выпарных аппаратов. Учебно-методическое пособие». Москва, МИТХТ, 2000г. Дж.Перри «Справочник инженера химика». Том 1. Ленинград, Химия, 1969г. Н.И.Кошкин, М.Г.Ширкевич «Справочник по элементарной физике». Москва, Физматгиз, 1962. В.М.Мясоедников «Подбор конденсатоотводчиков». Москва, МИТХТ, 2000г.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
|