Расчет вспомогательного оборудования

Расчет барометрического конденсатора.Создание вакуума в выпарных аппаратах, работающих под разрежением, дости­гается путем конденсации образующихся вторичных паров. Кон­денсация пара может осуществляться либо в поверхностных конденсаторах, либо в конденсаторах смещения.

В поверхностных конденсаторах получающийся конденсат не смешивается с охлаждающей жидкостью. Такие конденса­торы применяются либо тогда, когда необходимым условием яв­ляется получение чистого конденсата, либо тогда, когда в кон­денсате имеются химически агрессивные или вредные веще­ства, сброс которых в канализацию или их использование для тех­нических нужд представляет опасность. В остальных случаях находят применение более простые и дешевые конденсаторы смешения .

Расчет поверхностных конденсаторов аналогичен расчету по­верхностных теплообменников. В данном разделе представлен расчет конденсатора смешения.

Расход охлаждающей воды определяют из уравнения теплового баланса:

, (3.51)

где h_п — удельная энтальпия поступающего пара; с_в — удельная тепло­емкость воды; — температура конденсата; t₁и t₂ — начальная и конечная температура охлаждающей воды.

Диаметр и высота барометрического конденсатора. Диаметр конденсатора определяется из уравнения расхода:

, (3.52)

где v — удельный объем поступающего пара, м³/кг; w_п — скорость движения пара в конденсаторе (принимают равной 15—25 м/с).

Полученное значение D_б.к округляют до стандартного по ГОСТ 26717—73, в соответствии с которым выбирают все размеры конденсатора (прил. 10 ).

Расчет размеров барометрической трубы.Диаметр баромет­рической трубы определяется по уравнению

, (3.53)

где w — скорость воды в трубе, которую принимают равной 0,5 - 2м/с.

Высота барометрической трубы:

Варианты заданий для проектирования выпарных установок

Рассчитать и спроектировать трехкорпусную выпарную установку по следующим данным.

Заданный раствор R в количестве , кг/ч, с начальной массовой концентрацией , %, подается в первый корпус выпарной установки при температуре кипения, соответствующей режиму работы этого корпуса.

Конечная концентрация раствора - , %.

Количество отбираемого экстра-пара после первого корпуса , кг/(100 кг раствора), после второго корпуса - , кг/(100 кг раствора).

Давление греющего пара, поступающего от источника пароснабжения - , МПа.

Давление пара в барометрическом конденсаторе - , МПа.

Начальная температура раствора, поступающего на установку - =20 °С.

Начальная температура охлаждающей оборотной воды - , °С.

Разность между температурой смеси охлаждающей воды и конденсата, выходящей из конденсатора, и температурой конденсации вторичного пара в конденсаторе - ,° С.

Схема движения пара и раствора – прямоток.

Наименование упариваемого раствора и номера заданий указаны в табл.3.1, а варианты задания с исходными данными заданий 1 - 4 приведены в табл. 3.2 , заданий 5-7 в табл. 3.3.

Таблица 3.1 Наименование растворов для заданий № 1-7

№ задания	Раствор
	KOH
	Na2CO3

Таблица 3.2 Исходные данные для проекта (задания № 1-4)

№ варианта
						0,9	0,02
						0,8	0,02
						0,7	0,03
						0,6	0,03
						0,9	0,025
						0,8	0,025
						0,7	0,02
						0,6	0,03
						0,9	0,025
						0,8	0,02
						0,7	0,02
						0,6	0,03
						0,7	0,03
						0,8	0,025
						0,9	0,02
						0,8	0,03
						0,7	0,01
						0,6	0,02
						0,6	0,015
						0,7	0,025
						0,8	0,03
						0,9	0,01
						0,8	0,015
						0,7	0,02
						0,6	0,025
						0,9	0,025
						0,8	0,03
						0,7	0,015
						0,6	0,02
						0,9	0,018

Таблица 3..3 Исходные данные для проекта (задания № 5-7)

№ варианта
						0,9	0,02
						0,8	0,02
						0,7	0,03
						0,6	0,03
						0,9	0,025
						0,8	0,025
						0,7	0,02
						0,6	0,03
						0,9	0,025
						0,8	0,02
						0,7	0,02
						0,6	0,03
						0,7	0,03
						0,8	0,025
						0,9	0,02
						0,8	0,03
						0,7	0,01
						0,6	0,02
						0,6	0,015
						0,7	0,025
						0,8	0,03
						0,9	0,01
						0,8	0,015
						0,7	0,02
						0,6	0,025
						0,9	0,025
						0,8	0,03
						0,7	0,015
						0,6	0,02
						0,9	0,018

Вопросы для самоконтроля

1. Перечислите основные этапы составления материальных и тепловых балансов однокорпусных и многокорпусных выпарных установок, определения расхода греющего пара и выпаренной воды.

2. Составьте схему расчета многокорпусной выпарной установки.

3. Как определить располагаемую и полезную разности температур для теплового расчета выпарной установки?

4. Напишите материальный баланс процесса выпарки и определите концентрации раствора по ступеням выпарной установки.

5. Назовите исходные данные для расчета расхода первичного пара и площади поверхности нагрева аппарата в выпарной установке.

6. Какие три вида температурных депрессий приходится учитывать при расчете выпарной установки и какая из них имеет наибольшее значение?

7. В какой конструкции выпарного аппарата при прочих равных условиях гидростатическая депрессия имеет наибольшее значение?

8. Как определяется температура кипения раствора в выпарных аппаратах однокорпусной и многокорпусной выпарных установок?

9. Перечислите направления и покажите масштабы температурных потерь в многокорпусных выпарных установках. На чем основан их расчет?

10. Что понимается под явлением самоиспарения?

11. Покажите распределение общей полезной разности температур многокорпусной выпарной установки по корпусам. Выведите уравнение.

12. Перечислите способы распределения полезной разности температур между ступенями выпарки.

13. На чем основано определение предельного и оптимального числа корпусов многокорпусной выпарной установки?

14. Что такое общая располагаемая и полезная разности температур многокорпусной установки?

15. Перечислите источники вторичных энергоресурсов в выпарной установке.

16. Каким образом можно снизить затраты энергии в выпарной установке?