Проектирование выпарной установки с центральной циркуляционной трубой - Курсовая работа

Теплоту для выпаривания можно подводить любыми теплоносителями, однако чаще всего в качестве греющего теплоносителя при выпаривании используют водяной пар, который называют греющим (первичным) паром. Например, в консервной и кондитерской промышленности процесс выпаривания используют для получения концентрированных фруктовых и ягодных соков, паст, повидла, джема, начинки для карамели и других продуктов; в молочной промышленности - для сгущения молока, сыворотки, сливок; в свеклосахарной промышленности - для уваривания сахарного сока на сироп; в крахмало-паточной промышленности - для выпаривания кукурузного экстракта, паточных и глюкозных соков и сиропов; в масло-жировой промышленности - для удаления экстракционного бензина из мисцелл, и, наконец, выпаривание используется в спиртовой промышленности для упаривания барды.В целях экономии греющего пара при концентрировании пищевых продуктов широкое распространение в промышленности получили многокорпусные выпарные установки, состоящие из двух-четырех выпарных аппаратов (корпусов).Предварительно нагретый в подогревателе 4 до температуры кипения исходный раствор, поступает в выпарной аппарат 1, который обогревается свежим греющим паром из котельной. Вторичный пар, образующийся при концентрировании раствора в первом корпусе, направляется в качестве греющего во второй корпус. Аналогично выпарной аппарат 3 обогревается вторичным паром второго корпуса и в нем производится концентрирование раствора, поступившего из второго корпуса. Самопроизвольный переток раствора из корпуса в корпус происходит благодаря общему перепаду давления, возникающему в результате создания вакуума конденсацией вторичного пара последнего корпуса в барометрическом конденсаторе смешения 5, где заданный вакуум поддерживается подачей охлаждающей воды и отсосом неконденсирующихся газов вакуум-насосом.Кроме того, производят расчет тепловой изоляции и конструктивный расчет аппарата, в результате которого определяют число теплообменных труб, размеры греющей камеры и сепаратора, а также размеры патрубков для подачи исходной смеси, греющего пара и отвода упаренного раствора, вторичного пара и конденсата.Количество выпаренной воды W,кг/с, определяют из уравнений материального баланса: где Gн - расход исходного раствора, кг/с.Для проведения последующих расчетов необходимо определить температуру греющего пара, вторичного пара и температуру кипения раствора. Температуру кипения раствора в среднем слое определяю с учетом температурных депрессий Физико-химическая депрессия определяется по формуле Тищенко: , - нормальная депресия, ; определяется при атмосферном давлении в зависимости от Вк = 17 % ./1/ Гидростатическая температурная депрессия определяется как разность температур кипения раствора в среднем слое и на поверхности температура кипения, соответствующая давлению , бар, в среднем слое жидкости, которое складывается из давления вторичного пара P1 на середине высоты трубы: =P1 бар где p-плотность раствора, кг/м3; определяют по концентрации Вк /1/.Для определения расхода греющего пара D,кг/с, составляют тепловой баланс выпарного аппарата В этом уравнении в числителе первое слагаемое представляет собой теплоту, которую необходимо затратить, чтобы нагреть исходный раствор от температуры тн до температуры кипения t1; второе слагаемое-теплота, затрачиваемая непосредственно на процесс выпаривания и, наконец, третье - тепловые потери в окружающую среду, величину которых принимают равной 5% от теплоты, затрачиваемой на выпаривание.При проектировании выпарного аппарата поверхность теплообмена греющей камеры F, м2, определяют из основного кинетического уравнения теплопередачи где Q-тепловая нагрузка греющей камеры, Вт; Тепловую нагрузку Q ,Вт, греющей камеры рассчитываю по уравнению Q=W*(iw’’-свт1)=0,931 (2645000-361277,4)=2126145,7 Вт где значение энтальпий вторичного пара iw’’ , Дж/кг, и удельной теплоемкости воды св, Дж/КГК) ,определены ранее в пункте 2.2. Движущую силу процесса выпаривания , ,определяют как разность температур греющего пара и кипения раствора в среднем слое Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2К) рассчитываю по уравнению аддитивности термических сопротивлений где-коэффициент теплопередачи от греющего пара к поверхности кипятильных труб, Вт/(м2К);Этот этап выполнения включает определение числа кипятильных труб, их размещение на трубной решетке, расчет парового пространства и определение диаметров штуцеров. Число кипятильных труб греющей камеры определяют из уравнения где F-поверхность теплообмена греющей камеры, м2; Диаметр греющей камеры Dk, м, выпарных аппаратов центральной циркуляционной трубой рассчитывают по уравнению Размеры сепаратора выпарного аппарата определяют из условий возможно полного определения вторичного пара от капель выпариваемого раствора.

Содержание

Введение

1. Общая часть

1.1 Описание технологической схемы и устройства

1.2 Принцип действия и назначение аппарата

2. Расчетная часть

2.1 Определение количества выпаренной воды

2.2 Температурный режим работы выпарного аппарата

2.3 Определение расхода греющего пара

2.4 Расчет поверхности теплообмена

2.5 Конструктивный расчет выпарного аппарата

3. Вопросы стандартизации

4. Вопросы охраны труда и техники безопасности

Заключение

Список используемой литературы