Расчет выпарной установки - Курсовая работа

раствор жидкость кипение температура В данной курсовой работе произведен расчет выпарной установки для концентрирования водного раствора NACL от начальной концентрации хн = 6 % до конечной хк = 26%, согласно расчетам выбран выпарной аппарат, выполнены 2 графические работы. Основные условные обозначения с - теплоемкость, Дж/(кг · К); D - расход греющего пара, кг/с; g - ускорение свободного падения, м/с2;Выпариванием называют процесс концентрирования жидких растворов практически нелетучих веществ путем частичного удаления растворителя испарением при кипении жидкости. В процессе выпаривания растворитель удаляется из всего объема раствора, в то время как при температурах ниже температур кипения испарение происходит только с поверхности жидкости. В химической промышленности выпариванию подвергают растворы твердых веществ (главным образом водные растворы щелочей, солей и др.), а также растворы высококипящих жидкостей, обладающих при температуре выпаривания очень малым Давлением пара (некоторые минеральные и органические кислоты, многоатомные спирты и др.). Выпаривание иногда применяют также для выделения растворителя в чистом виде: при опреснении морской воды выпариванием образующийся из нее водяной пар Конденсируют и полученную воду используют для питьевых или технических целей. Однако в подавляющем большинстве случаев в качестве греющего агента при выпаривании используют водяной пар, который называют греющим, или первичным.Разнообразные конструкции выпарных аппаратов, применяемые в промышленности, можно классифицировать по типу поверхности нагрева (паровые рубашки, змеевики, трубчатки различных видов) и по ее расположению в пространстве (аппараты с вертикальной, горизонтальной, иногда с наклонной нагревательной" камерой), по роду теплоносителя (водяной пар, высокотемпературные теплоносители, электрический ток и др.). а также в зависимости от того, движется ли теплоноситель снаружи или внутри труб нагревательной камеры. Однако более существенным признаком классификации выпарных аппаратов, характеризующим интенсивность их действия, следует считать вид и кратность циркуляции раствора. Различают выпарные аппараты с неорганизованной, или свободной, направленной естественной и принудительной циркуляцией раствора. Выпарные аппараты делят также на аппараты прямоточные, в которых выпаривание раствора происходит за один его проход через аппарат без циркуляции раствора, и аппараты, работающие с много - кратной циркуляцией раствора. Рисунок 1 Выпарной аппарат с горизонтальной трубчатой нагревательной камерой и вертикальным цилиндрическим корпусом: 1 - корпус; 2-нагревательная камера; 3 - сепараторВ приведенном ниже типовом примере расчета трехкорпусной установки, состоящей из выпарных аппаратов с естественной циркуляцией (с соосной греющей камерой) и кипением раствора в трубах, даны также рекомендации по расчету выпарных аппаратов некоторых других типов: с принудительной циркуляцией, вынесенной зоной кипения, пленочных. Исходный разбавленный раствор из промежуточной емкости / центробежным насосом 2 подается в теплообменник 3 (где подогревается до температуры, близкой к температуре кипения), а затем - в первый корпус 4 выпарной установки. Вторичный пар, образующийся при концентрировании раствора в первом корпусе, направляется в качестве греющего во второй корпус 5. Аналогично третий корпус 6 обогревается вторичным паром второго и в нем производится концентрирование раствора, поступившего и второго корпуса. Самопроизвольный переток раствора и вторичного пара в последующие корпуса возможен благодаря общему перепаду давлений, возникающему в результате создания вакуума конденсацией вторичного пара последнего корпуса в барометрическом конденсаторе смешения 7 (где заданное давление поддерживается подачей охлаждающей воды и отсосом неконденсирующихся газов вакуум-насосом 18).Распределение концентраций раствора по корпусам установки зависит от соотношения нагрузок по выпариваемой воде в каждом аппарате. В первом приближении на основании практических данных принимают, что производительность по выпариваемой воде распределяется между корпусами в соответствии с соотношением: ?1: ?2: ?3 = 1,0: 1,1: 1,2 Далее рассчитывают концентрации растворов в корпусах: = 0,078 (7,8 %)Тогда давления греющих паров в корпусах (в МПА) равны Поэтому Концентрацию кипящего раствора принимают равной Конечной в данном корпусе и, следовательно, температуру кипения раствора определяют при Конечной Концентрации. Таким образом, температура кипения раствора в корпусе отличается от температуры греющего пара в последующем корпусе на сумму температурных потерь от температурной (), гидростатической () и гидродинамической () депрессий. Гидродинамическая депрессия обусловлена потерей давления пара на преодоление гидравлических сопротивлений трубопроводов при переходе из корпуса в корпус.

Содержание

Аннотация

Основные условные обозначения

Введение

1. Литературный обзор

2. Описание технологической схемы

3. Задание

4. Расчет выпарной установки

4.1 Расчет концентраций упариваемого раствора

4.2 Определение температур кипения растворов

4.3 Расчет полезной разности температур

4.4 Определение тепловых нагрузок

4.5 Выбор конструктивного материала

4.6 Расчет коэффициентов теплопередачи

4.7 Распределение полезной разности температур

4.8 Уточненный расчет поверхности теплопередачи

Заключение

Список использованной литературы

Аннотация