Двухкорпусная выпарная установка
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
? баланс:
=W1+W2=1+0,5 = 1,5 кг/с.
. Определяем расход продукта поступающего во второй корпус. Расход продукта G1, перетекающего из первого корпуса во второй:
= G - W1=2,0 - 1 = 1 кг/с,
а конечного (сгущенного) продукта G2:
= G - W= 2,0 - 1,5 = 0,5 кг/с.
. Определяем конечную концентрацию сгущенной массы. Определяем конечную концентрацию сгущенной массы в каждом корпусе по формуле:
к=GХн/(G-W1-тАжWn);
в I корпусе:кI = 2,0 5/(2,0 ? 1) = 10 %;
во II корпусе:кII = 2,0 5/(2,0 - 1 - 0,5) = 20 %;
Распределение давления пара по корпусам. Найдем величину затраченного на выпаривание:
Находим величину давления по каждому корпусу:
Термодинамические параметры соответствующие найденным давлениям в корпусах установки методом интерполяции, находим в Приложение 1, 2, и результаты заносим в табл. 1.1:
Таблица 1.1
Термодинамические параметры пара по корпусам установки
Давление, Р, кПа Температура насыщенного водяного пара, t, оСТеплота фазового перехода, r, кДж/кгГреющий пар130106,892238,79I корпус71,590,15 2281,75II корпус1350,862379,72
-6. Рассчитываем температурные потери по корпусам. Температурные потери от физико-химической депрессии в зависимости от концентрации томатной массы и давления в корпусе определяем по формуле для томатных соков:
где xк? концентрация сухих веществ, %;
р - давление в корпусе или давление соответствующее температуре кипения раствора в корпусе, кПа.
Для I корпуса значение физико-химической депрессии для сгущаемого томатного сока:
?ф-х I = 0,025 тАв101,1 тАв 71,5 0,17 = 0,65С.
Во втором корпусе, на момент определения депрессий примем, что давление соответствует остаточному давлению паров входящих в барометрический конденсатор, т.е. 16 кПа.
Для II корпуса значение физико-химической депрессии:
?ф-х II = 0,025 тАв 201,1 тАв 130,17 = 1,04С,
следовательно, по двум корпусам:
?ф-х = 0,65 + 1,04 = 1,69С.
Температурные потери от гидростатической депрессии примем равными
,5 С на каждый корпус. Тогда для двух корпусов:
?г-с = 1,5 тАв 2 = 3С.
Температурные потери от гидравлической депрессии примем равными 1 С на каждый корпус. Тогда для двух корпусов:
?г = 1 тАв 2 = 2С.
Сумма всех температурных потерь на выпарной установке равна:
? = 1,69 + 3 + 2 = 6,69С.
. Определяем полную и полезную разность температур. Полная разность температур в выпарном аппарате - это разность между температурами греющего пара и кипящего раствора, т.е.
;
В многокорпусной выпарной установке полная разность температур определяется как разность между температурами пара , греющего первый корпус, и вторичного пара , входящего в корпус конденсатора:
.
Полезная разность температур на установке меньше полной на величину температурных потерь , вызываемых физико-химической , гидростатической и гидравлической депрессиями:
.
Полная разность температур:
?tполн = 106,89 - 50,86 = 56,03 С.
Полезная разность температур:
?tполезн = 56,03 ? 6,89 = 49,14 С.
С.
С.
. Рассчитываем коэффициенты теплопередачи по корпусам.
= ?1 ?2/(?1+?2);
где ?1 - коэффициент теплоотдачи от греющего пара к стенке труб;
?2 - коэффициент теплоотдачи от кипящего раствора к стенкам труб.
Коэффициент теплоотдачи ?1 для I корпуса при tгр.п. = 106,89С (табл.1.1) определяем по формуле и он составит:
?1 = 1163(1,9 + 0,04 106,89) = 7182,22 Вт/(м2К)
Для определения ?2, используем формулу:
где А2 - коэффициент определяемый методом интерполяции (Приложение 3), q - удельный тепловой поток выпарного аппарата, находится по формуле:
где Wп - количество выпаренной воды в соответствующем аппарате, кг/с;
r - теплота фазового перехода, кДж/кг, определяется по табл.1., для соответствующего корпуса;
F - площадь теплообменной поверхности соответствующего выпарного аппарата
Показатель А2 также находим, если воспользоваться таблицей Приложение 3, где при xкI = 10 мас. % и температуре кипения раствора tрI = 92,25 С используя метод интерполяции получим A2 = 479,45.
Тогда:
?2 = 479,45 (45,63)0,6 = 4745,64Вт/(м2К);= 7182,22 4745,63/(7182,22 + 4745,63) = 2857,53 Вт/(м2К).
С учетом загрязнения KI = 2857,53 0,9= 2571,78 Вт/(м2К).
Для II корпуса:
?1 = 1163(1,9 + 0,04 90,15) = 6403,48 Вт/(м2К).
При концентрации раствора хкII = 20 мас. % и tрII = 53,4С, получаем А2 = 283,94, используя метод интерполяции. Тогда:
?2 = 283,94 23,80,6 = 1901,83Вт/(м2К)
КII = 6403,48 1901,83 /(6403,48 +1901,83) = 1466,33Вт/(м2К).
С учетом загрязнения:
КII =1466,33 0,9 = 1319,7 Вт/(м2К).
. Определяем тепловые нагрузки по корпусам с учетом тепловых потерь. Так как томатная масса подается на выпарку подогретой до температуры кипения, тепловая нагрузка на I корпус будет:
= W1r1 1,05;= 1 2281,75 103 1,05 = 2395,84 103 Вт.
Во II корпус, работающий под меньшим давлением, томатная масса поступает перегретой, и при самоиспарении из нее выделяется часть воды в виде вторичного пара. Тогда тепловая нагрузка на II корпус:
=[0,5 2379,72 103 - 1 3150 (92,25 - 53,4)]1,05= 1120,86103 Вт,
где с = 3150 Дж/(кгК) - теплоемкость томатной массы.
. Определяем расход греющего пара поступающего только в I корпус:
. Определяем удельный расход пара приходящейся на 1 кг выпаренной воды:
= D1/W= 1,05 / 1,5 = 0,7 кг на 1 кг воды.
. Определяем распределение полезной разности температур по корпусам. Распределение полезной