Расчет и проектирование барометрического конденсатора смешения - Курсовая работа

Выпаривание - процесс концентрирования растворов нелетучих веществ путем удаления жидкого летучего растворителя в виде паров. Сущность выпаривания заключается в переводе растворителя в парообразное состояние и отводе полученного пара от оставшегося сконцентрированного раствора. Выпаривание обычно проводится при кипении, т.е. в условиях, когда давление пара над раствором равно давлению в рабочем объеме аппарата. Последнее объясняется тем, что многие вещества, получают в виде разбавленных водных растворов, а на дальнейшую переработку и транспорт (для сокращения объемов тары и транспортных расходов) они должны поступать в виде концентрированных продуктов.Одной из самых распространенных конструкций конденсаторов смешения является сухой полочный барометрический конденсатор (рис.1, а), работающий при противоточном движении охлаждающей воды и пара. Рисунок 1 - Барометрический конденсатор: а - с сегментными полками, б - с кольцевыми полками, 1 - цилиндрический корпус, 2 - сегментные полки, 3 - штуцер для подвода пара, 4 - штуцер для подвода воды, 5 - штуцер для отвода воды и конденсата, 6 - барометрическая труба, 7 - барометрический ящик, 8 - штуцер для отвода неконденсируемых газов. В цилиндрический корпус 1 с сегментными полками 2 снизу через штуцер 3 поступает пар. Вода подается через штуцер 4 (расположенный на высоте 12 - 16 м над уровнем земли) и каскадно перетекает по полкам, имеющим невысокие борта. Смесь конденсата и воды сливается самотеком через штуцер 5 в барометрическую трубу 6 высотой примерно 10 м и далее - в барометрический ящик 7.В барометрических конденсаторах иногда вместо сегментных полок применяются полки, представляющие собой чередующиеся круглые диски и кольца (рис. Через отверстия последних вода стекает каплями, вследствие чего увеличивается поверхность ее соприкосновения с паром, но отверстия ситчатых тарелок могут легко засоряться. Для установок умеренной производительности применяют прямоточные конденсаторы (рис.Однако основной недостаток противоточных аппаратов (большая высота) компенсируется меньшим расходом охлаждающей воды, а также меньшим объемом отсасываемого воздуха.Абсолютное давление в конденсаторе равно Рк = 1,01·(1 -) = 1,01·(1 -) = 0,15 бар.(1)Dk = 1,13 · = 1,13 · = 0,65 м (2) где - количество конденсирующегося пара, , ?п - плотность пара, , к - скорость пара в свободном сечении конденсатора, , принимается к = 25 . В качестве конструкции для проектирования принимается конденсатор с сегментными полками. Окончательно диаметр конденсатора и расстояния между полками принимается по таблице 1. Размеры ловушки принимают по таблице 2.Нагревание воды в конденсаторе зависит от способа ее распределения в конденсаторе (плоские или цилиндрические струи, капли), от размеров частиц воды, разности температур между паром и водой и от продолжительности пребывания воды в конденсаторе. В конденсаторах с сегментными полками ~ 90% воды протекает через отверстия в полках и, таким образом, создается орошение в виде цилиндрических струй. Из таблицы 3, задавшись величиной d0, находят степень нагрева воды Р.Удельный расход воды определяется из уравненияСуммарная площадь отверстий на полке F0 определится из уравнения = ??0 · ? · F0 (6) где ?в - плотность воды при средней температуре, W - расход воды, ??0 - начальная скорость истечения струи из отверстия, , эта величина при высоте борта полки hп = 40 мм может быть вычислена по уравнениюДиаметр барометрической трубы определяется по формуле dt = 1,13 · =1,13 · = 0,188м (11) где D, W - соответственно количество конденсирующегося пара и расход воды, ?в - плотность воды при температуре t2к, ??т - скорость воды в барометрической трубе, принимают ??т = 1,0 ? 1,5 H0 = 0,103 · В = 0,103 · 85 = 8,76 м (13) где В - вакуум в конденсаторе, % h - дополнительный напор, идущий на преодоление сопротивлений в трубе и сообщение воде необходимой скорости. h = · (1 ? ? ? · ) = · (1 1,5 0,0135 · ) = 0,25 м (14) где ? ? - сумма коэффициентов сопротивления на входе воды в трубу и на выходе из нее, принимают ? ? = 1,5 ? - коэффициент сопротивления трению ? = = = 0,0135 (15) где критерий РейнольдсаМасса отсасываемого воздуха определяется из уравнения Рвз - парциальное давление воздуха, Рвз = Рк - Рп = 15,15· 103 - 2,121 · 103 = 13,03 · 103 (20) где Рк - абсолютное давление в конденсаторе, Рп - парциальное давление водного пара, Рп находится при температуре твз по таблицам водяного пара.

Содержание

Введение

1. Общая часть

1.1 Описание технологической схемы и устройства, принципа действия и назначение аппарата

1.2 Сравнение данной конструкции аппарата с другими современными конструкциями

1.3 Обоснование принятых конструктивных решений

2. Расчетная часть

2.1 Определение абсолютного давления в конденсаторе и параметров пара

2.2 Определение диаметра конденсатора

2.3 Определение температуры уходящей воды

2.4 Определение расхода охлаждающей воды

2.5 Расчет полок конденсатора

2.6 Расчет барометрической трубы

2.7 Определение количества отсасываемого воздуха и выбор вакуум - насоса

2.8 Мощность, потребляемая вакуум - насосом

2.9 Определение размеров патрубков

3. Вопросы стандартизации

4. Вопросы охраны труда и техники безопасности

Заключение

Список использованной литературы