Определение поверхности теплопередачи выпарного аппарата, тепловых нагрузок по корпусам, гидростатической депрессии. Распределение полезной разности температур. Расход охлаждающей воды. Расчет производительности вакуум-насоса, трубопровода, подогревателя.
Аннотация к работе
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.
План
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