Расчет установки для выпарки яблочного сока производительностью 2,8 кг/с - Курсовая работа

Департамент научно-технологической политики и образования Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Красноярский государственный аграрный университет» Курсовой проект по теме: «Расчет установки для выпарки яблочного сока производительностью 2,8 кг/с»Курсовой проект, включает в себя пояснительную записку, состоящую из 28 страниц, 2 таблиц, 2 рисунка, 4 источников, 2 листов графической части. Объектом исследования является установка, используемая для выпарки яблочного сока. В результате проведенного расчета подобран по каталогу выпарной аппарат с поверхностью F=125 м2, барометрический конденсатор D=1200 мм, вакуум-насос типа BBH-12, N=20 КВТ, подогреватель поверхностью F=57 м2.Выпариванием называют процесс концентрирования жидких растворов практически нелетучих веществ путем частичного удаления растворителя испарением при кипении жидкости. В химической промышленности выпариванию подвергают растворы твердых веществ (главным образом растворы щелочей, солей и др.), а также растворы высококипящих жидкостей. Иногда выпаривание применяют для выделения растворителя в чистом виде: при опреснении морской воды выпариванием образующийся из нее водяной пар конденсируют и полученную воду используют для питьевых и технических целей. Тепло для выпаривания можно подводить любыми теплоносителями, применяемыми при нагревании.Яблоки сочетают в себе большое количество витаминов-С, Е, Н, РР и витаминов группы В. В яблоках и яблочном соке минеральных веществ больше, чем во многих других фруктах и соках: макроэлементы - кальций, магний, натрий, калий, фосфор, хлор, сера; микроэлементы - железо, цинк, йод, медь, марганец, хром, фтор, молибден, бор, ванадий, алюминий, кобальт, рубидий, никель. Такое богатое сочетание полезных веществ оказывает на организм положительное влияние при многих заболеваниях: яблочный сок полезен при болезнях печени, желудка, кишечника, почек, мочевого пузыря и т.д.Исходный разбавленный раствор из промежуточной емкости (центробежным насосом подается в теплообменник , где подогревается до температуры, близкой к температуре кипения. Затем раствор поступает в первый корпус выпарной установки. Вторичный пар, образующийся при концентрировании раствора в первом корпусе, направляется в качестве греющего во второй корпус. Самопроизвольный перетек раствора и вторичного пара в следующие корпуса возможен благодаря общему перепаду давлений, возникающих в результате создания вакуума конденсацией вторичного пара последнего корпуса в барометрическом конденсаторе смешения, где заданное давление поддерживается подачей охлаждающей воды и отсосом неконденсирующихся газов вакуум-насосом.Поверхность теплопередачи, F, м2, каждого корпуса выпарной установки определяют по основному уравнению теплопередачи: F= , (1) Производительность установки по выпариваемой воде, W, кг/с, определяется из уравнения материального баланса: W = Gн.(1 -) , (2) где хн - начальная концентрация, дана в задании, хн = 10%;Распределение концентраций раствора по корпусам установки зависит от соотношения нагрузок по выпариваемой воде в каждом корпусе. На основании практических данных производительность по выпариваемой воде распределяется между корпусами в соответствии с соотношением: w1 : w2 = 1,0 : 1,1 , (3)Общий перепад давлений в установке находим по формуле: РОБЩ = РГ.П. РБ.К , (8) где РГ.П - давление пара в первом корпусе, указано в задании рг.п =2,1 ат; РБ.К - давление в барометрическом конденсаторе, который мы можем найти как разницу между атмосферным давлением при нормальных условиях (1 ат.) и вакуумом в соковом пространстве последнего корпуса, который указан в задании. В первом приближении общий перепад давлений распределяют между корпусами поровну По давлениям паров находим их температуры и энтальпии, таблица LVII, с.Гидростатическая депрессия обусловлена разностью давлений в среднем слое кипящего раствора и на его поверхности. Давление в среднем слое кипящего раствора рср., МПА, каждого корпуса определяется по уравнению: РСРІ = , (13) где рв п i - давление вторичных паров, МПА, таблица 2; Е - паронаполнение (объемная доля пара в кипящем растворе), м3/м3, при пузырьковом (ядерном) режиме кипения составляет 0,4-0,6, принимаем Для выбора высоты трубы Н, мм, необходимо ориентировочно определить площадь поверхности теплопередачи выпарного аппарата Fop, м2, выбрать параметры аппарата по ГОСТ 11987-81. Площадь поверхности теплопередачи ориентировочно, Fop, м2, определяется по формуле: Fop.Определяем сумму полезной разности температур по корпусам тп = t г.п.1 t п2, (19) тп = 18,54 42,52=61,06Расход греющего пара, D, кг/с, в 1-й корпус, производительность каждого корпуса по выпаренной воде, w1 и w2, кг/с, и тепловые нагрузки, Q1 и Q2, КВТ, по корпусам определим путем совместного решения уравнений тепловых балансов по корпусам и уравнения баланса по воде для всей установки: Q1 = D.RГП1 = 1,03.[Gн.сн.(tk1-тн) w1.rвп1], Q2= W1.RГП2 = 1,03.[(Gн - w1).c1 (tk2-tk1) w2.

Содержание

Реферат

Введение

1.Физико-химические свойства яблочного сока

2.Описание технологической схемы

3.Технологические расчеты

3.1 Определение поверхности теплопередачи выпарного аппарата

3.2 Расчет концентраций упариваемого раствора по корпусам

3.3 Определение температур кипения раствора по корпусам

3.4 Определение гидростатической депрессии

3.5 Определение полезной разности температур

3.6 Определение тепловых нагрузок по корпусам

3.7 Определение коэффициентов теплопередачи

3.8 Распределение полезной разности температур

3.9 Расход охлаждающей воды

3.10 Диаметр конденсатора

3.11 Высота барометрической трубы

4. Расчет производительности вакуум-насоса

5. Расчет вспомогательного оборудования

5.1. Расчет трубопроводов

5.2 Расчет подогревателя

5.3 Расчет технико-экономических показателей

Заключение

Библиографический список