Логотип Автор24реферат
Задать вопрос
%
уникальность
не проверялась
Решение задач на тему:

Рассчитать и спроектировать трехкорпусную прямоточную выпарную установку для концентрирования Gh

уникальность
не проверялась
Аа
12048 символов
Категория
Технологические машины и оборудование
Решение задач
Рассчитать и спроектировать трехкорпусную прямоточную выпарную установку для концентрирования Gh .pdf

Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥

Условие

Рассчитать и спроектировать трехкорпусную прямоточную выпарную установку для концентрирования Gh, т/ч, водного раствора соли. Начальная концентрация хн, %, конечная концентрация хк, %. Раствор поступает на выпаривание подогретым до температуры кипения в выпарном аппарате. Абсолютное давление греющего насыщенного водяного пара – Pr1, кгс/см2; давление в барометрическом конденсаторе – Р бк Рбк; кгс/см2. Раствор поступает в первый корпус подогретым до температуры кипения. Отбор экстра-пара не производится. Взаимное направление пара и раствора – прямоток. Исходные данные № п/п GH, т/ч Раствор хн, % хк, %. Pr1, МПа Р бк МПа Тип аппарата 7 4,75 K2CO3 7,5 15,3 3,0 0,04 Соосная греющая камера, естественная циркуляция

Нужно полное решение этой работы?

Решение

Потяни, чтобы посмотреть
Технологическая схема
Принципиальная схема трехкорпусной прямоточной выпарной установки, состоящей из выпарных аппаратов с естественной циркуляцией (с соосной камерой) и кипением раствора в трубах, показана на рисунке 1.
Исходный раствор из емкости 1 насосом 2 подается в теплообменник 3, где подогревается до температуры кипения, а затем - в первый корпус 4 выпарной установки.
Рисунок 1 - Принципиальная схема трехкорпусной выпарной установки:
1 - емкость исходного раствора; 2, 10 - насосы; 3 - теплообменник;
4-6 - выпарные аппараты; 7 - барометрический конденсатор; 8 - вакуум-насос;
9 - гидрозатвор; 11 - емкость упаренного раствора;
12 - конденсатоотводчик.
Первый корпус обогревается свежим водяным паром. Вторичный пар, образующийся при концентрировании раствора в первом корпусе, направляется в качестве греющего во второй корпус 5. Сюда же перетекает частично сконцентрированный раствор из 1-го корпуса. Аналогично корпус 6 обогревается вторичным паром второго корпуса и в нем производится концентрирование раствора, поступающего из второго корпуса.
Самопроизвольный переток раствора и вторичного пара в следующие корпуса возможен благодаря общему перепаду давлений, возникающему в результате создания вакуума конденсаций вторичного пара последнего корпуса в барометрическом конденсаторе смешения 7. В барометрическом конденсаторе заданное давление поддерживается подачей охлаждающей воды и отсосом неконденсирующихся газов вакуум-насосом 8. Смесь охлаждающей воды и конденсата выводится из конденсатора через барометрическую трубу с гидрозатвором 9. Образующийся в третьем корпусе концентрированный раствор насосом 10 подается в емкость 11. Конденсат из выпарных аппаратов выводится с помощью конденсатоотводчиков.
2. Определение поверхности теплопередачи выпарных аппаратов
Принимаем схему выпарной установки, работающей по принципу прямотока и состоящей из 3-х аппаратов с естественной циркуляцией раствора.
2.1. Общее количество выпариваемой воды. Распределение по корпусам
Общее количество выпариваемой воды на установке
W=Gн1-xнxк=475036001-7,515,3=0,672 кг/с.
Нагрузку распределяем предварительно на основании практических данных. Принимаем следующее соотношение массовых количеств в выпариваемой воде по корпусам [5]:
W1 : W2 : W3 =1,0 : 1,1 : 1,2.
Следовательно, количество выпариваемой воды по корпусам
W1=0,672∙1,01,0+1,1+1,2=0,203 кг/с;
W2=0,672∙1,11,0+1,1+1,2=0,224 кг/с;
W3=0,672∙1,21,0+1,1+1,2=0,244 кг/с.
Тогда концентрации раствора по корпусам:
x1=G∙xнG-W1=1,319∙0,0751,319-0,203=0,088=8,8%;
x2=G∙xнG-W1-W2=1,319∙0,0751,319-0,203-0,224=0,1109=11,09%;
x3=G∙xнG-W1-W2-W3=1,319∙0,0751,319-0,203-0,224-0,244=0,153=15,3%,
что соответствует конечной концентрации упаренного раствора.
2.2. Определение температур кипения
Общий перепад давления в установке равен
P=Pг1-Pбк=3-0,04=2,96 МПа.
Предварительно распределяем перепад давления поровну между корпусами:
∆Pкор=2,963=0,986 МПа.
Тогда абсолютные давления по корпусам:
3 корпус Р1 Рвт3 Рбк = 0,04 МПа,
2 корпус Р2 Рвт2 = 0,04 + 0,986 = 1,026 МПа,
1 корпус Р3 Рвт1 = 1,026 +0,986 = 2,012 МПа.
Давление греющего пара: 2,012 + 0,986 = 2,998 МПа.
По паровым таблицам [3] или [Приложение таблица А.1] находим температуры насыщенных паров, удельные теплоты парообразования и сводим в таблицу 1.
Таблица 1 – Параметры вторичных паров
Корпус
Давление вторичных паров Рвт, МПа Температура вторичного пара tвт, оС Удельная теплота парообразования
r, кДж/кг
1 2,012 212,6 1888,8
2 1,026 181 2010,4
3 0,04 75,8 2798,4
Температурную депрессию определяем по формуле
.
Температурные депрессии при атмосферном давлении находим из Приложения, таблица Б.4 .
Тогда по корпусам:
∆1'=1,62∙10-2∙273+212,621888,8∙0,88=1,78℃;
∆2'=1,62∙10-2∙273+18122010,4∙1,5=2,49℃;
∆3'=1,62∙10-2∙273+75,822798,4∙0,88=5,63℃.
Следовательно, сумма температурных депрессий
∆'=1,78+2,49+5,63=9,9℃.
Далее в расчетах определяем гидростатические депрессии по корпусам. По Приложению таблица Б.1 или [6] находим плотность водных растворов К2СО3 при 20°С и соответствующих концентрациях в корпусах:
ρ1 = 1064,4 кг/м3; ρ2 = 1099,95 кг/м3; ρ3 = 1142 кг/м3.
Определяем оптимальную высоту уровня Нопт, и давление в среднем слое выпариваемого раствора Рср по корпусам:
Нопт1 = [0,26 + 0,0014. (ρ 1 – ρ в)] . Нтр = [0,26 + 0,0014. (1064,4 – 1000)]. 4 = 1,4 м.
Pср1=Pвт1+0,5ρ1gHопт1=2,012+0,5∙1064,4∙9,81∙1,4106=2,019 МПа.
Нопт2 = [0,26 + 0,0014(ρ 2 – ρ в)].Нтр = [0,26 + 0,0014(1099,95 – 1000)]. 4 = 1,59 м.
Pср1=Pвт2+0,5ρ2gHопт2=1,026+0,5∙1099,95∙9,81∙1,59106=1,034 МПа.
Нопт3 = [0,26 + 0,0014(ρ 3 – ρ в)].Нтр = [0,26 + 0,0014(1142 – 1000)]. 4 = 1,83 м.
Pср3=Pвт3+0,5ρ3gHопт3=0,04+0,5∙1142∙9,81∙1,83106=0,05 МПа.
Давлениям Рср, соответствуют следующие температуры:
tср1 = 212,8°С; tср2 = 181,3°С; tср3 = 81,3°С.
Тогда гидростатическая депрессия по корпусам:
1 = tср1 – tвт1 = 212,8 – 212,6 = 0,2°С
2 = tср2 – tвт2 = 181,3 – 181 = 0,3°С
3 = tср3 – tвт3 = 81,3 – 75,8 = 5,5°С
Сумма гидростатических депрессий:
Σ = 1 + 2 + 3 = 0,2 + 0,3 + 5,5 = 6°С.
Принимаем гидравлическую депрессию для каждого корпуса = 1°С. Для трех корпусов Σ= 3°С.
Сумма всех температурных потерь для установки в целом:
ΣΔ = Σ + Σ+ Σ= 9,9 + 6 + 3,0 = 18,9°С.
Температура кипения раствора в каждом корпусе
tк = tвт + + + ,
результаты расчетов сводим в таблицу 2.
Таблица 2 – Температуры кипения растворов по корпусам
Корпус Температура вторичного пара, tвт, °С Сумма температурных потерь, °С Температура кипения раствора,
tк,, °С
1 212,8 2,98 215,78
2 181,3 3,79 185,09
3 81,3 12,13 93,43
2.3. Определение полезной разности температур
Общая разность температур для всей установки
Δtобщ = tг1 – tбк = 233,8 – 75,8 = 158°С.
Общая полезная разность температур равна
ΣΔtпол = Δtобщ – (Σ + Σ + Σ) =
= 158 – (2,98 + 3,79 + 12,13) = 139,1°С.
Полезные разности температур по корпусам сведены в таблицу 3.
Таблица 3 – Полезные разности температур по корпусам
Корпус Температура греющего пара, tг, °С Температура кипения раствора,
tк, °С Полезная разность температур Δtпол, °С
1 233,8 215,78 18,02
2 181,3 185,09 3,79
3 81,3 93,43 12,13
2.4
50% задачи недоступно для прочтения
Переходи в Кампус, регистрируйся и получай полное решение
Получить задачу
Больше решений задач по технологическим машинам и оборудованию:

Проверить стальную ферму изображенную на рис 3 1

1656 символов
Технологические машины и оборудование
Решение задач

Расчет режима распиловки на ленточнопильном станке

4623 символов
Технологические машины и оборудование
Решение задач

Расчет режима обработки на рейсмусовом (фуговальном) станке

2420 символов
Технологические машины и оборудование
Решение задач
Все Решенные задачи по технологическим машинам и оборудованию
Найди решение своей задачи среди 1 000 000 ответов
Крупнейшая русскоязычная библиотека студенческих решенных задач