Главная      Учебники - Производство     Лекции по производству - часть 4

 

поиск по сайту            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  427  428  429   ..

 

 

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

Министерство образования Российской Федерации

Подпрограмма 1

Подпрограмма 2

Наименование Обозначение Размерность Кол-во
1 Производительность по исходному раство-ру 10000
2 Начальная концентрация раствора 10
3 Конечная концентрация раствора 40
4 Давление греющего пара P Па 600000
5 Давление в барометрическом конденсаторе Па 23998
6 Длина греющих трубок м 5
7 Наружный диаметр греющих трубок м
8 Количество выпаренной воды общее W 7500
в первом корпусе 2500
во втором корпусе 2500
в третьем корпусе 2500
9 Конечная концентрация раствора
в первом корпусе 13.33
во втором корпусе 20
в третьем корпусе 40

Подпрограмма 3

Параметры Обозначения Корпус Барометрический конденсатор
I II III
1 Температура греющего пара, T 158.76 136.41 110.41 64.09
2 Полезная разность температур, 16.94 16.94 16.94
3 Температура кипения раствора, 141.82 119.47 93.47
4 Температура вторичного пара, 137.41 111.41 65.09
5 "Нормальная " температурная депрессия, 4.41 8.06 28.38
6 Конечная концентрация раствора, вес.дол.,% 13.33 20 40
7 Теплота парообразования воды, кДж/кг 2157.77 2230.33 2344.98
8 Плотность воды, 928.33 949.87 980.46
9 Давление вторичного пара, Па 336446 150972 25101
10 Плотность раствора, 1065.66 1155.42 1379.57
Наименование Обозначение Корпус
I II III
1 Действительная температурная де-прессия, 5.58 8.65 22.41
2 Суммарная темпе-ратурная депрес-сия, 36.64
3 Оптимальная высота заполнения трубки, м 2.26 2.74 4.09
4 Гидростатическое давление столба раствора, Па 11813 15529 27676
5 Давление раствора у середины грею-щих трубок, Па 348259 166501 52777

Подпрограмма 5

Наименование Обо-значение Корпус
I II III
1 Гидростатическая депрессия, 0.99 3.09 17.65
2 Суммарная гидростатическая депрессия, 21.73
3 Суммарная полезная разность температур, 33.3
4 Температура кипения раствора в трубках, 150.26 132.06 105.15
5 Полезная разность температур, 8.5 10.63 14.17
6 Температура кипения раствора на верхнем уровне, 149.27 128.97 87.5
7 Температура вторичного пара, 143.69 120.32 65.09

Подпрограмма 6

Наименование Обозначения Корпус
I II III
1 Расход греющего пара, кг/ч D 2415 2298 2511
2 Расход выпаренной воды, кг/ч W 2298 2511 2691
3 Конечная концентрация раствора, мас.дол.,% 12.98 19.26 40
4 Тепловая нагрузка аппаратов, кВт Q 1417 1379 1558
5 Энтальпия греющего пара, кДж/кг 2763.5 2735 2697
6 Энтальпия конденсата греющего пара, кДж/кг 651.4 574.2 463.1
7 Энтальпия вторичного пара, кДж/кг 2736 2700 2615
8 Теплоемкость кипящего раствора, 3.854 3.720 3.641
9 Теплоемкость исходного раствора, 3.892
10 Теплота изменения концентрации, кДж/кг 33.52 71.23 272.35

Расход охлаждающей воды

Диаметр конденсатора

Расчет производительности вакуум-насоса

Расчет цилиндрической обечайки.

Наибольшее распространение в химическом аппаратостроении получили цилиндрические обечайки, отличающиеся простотой изготовления, рациональным расходом материала и хорошей сопротивляемостью давлению среды. Поэтому при конструировании аппаратов, если это не противоречит каким-либо особым требованиям, предъявляемым к аппарату, рекомендуется применять цилиндрические обечайки. Произведем расчет обечайки, нагруженной внутренним давлением.

Дано:

D=1400 мм

H=4100 мм

P=0.6 МПа

Толщину стенки цилиндрической оболочки будем искать по формуле , где

-допускаемое напряжение для материала оболочки;

-коэффициент безопасности сварного шва (для ручной электро-дуговой сварки =0.95 );

С –расчетная прибавка, учитывающая физико-химические условия и отклонения и допуски на толщину проката.

, где

-прибавка на коррозию (принимаем =0 );

-прибавка на возможность эррозии (если рабочая среда движется с огромной скоростью и несет абразивные частицы, принимаем =0 );

-допуск на отклонение толщины листа проката от номинального размера (принимаем =0.0015 м ).

Тогда . Допускаемое напряжение находим по формуле

,

где -предел текучести стали марки Сталь20 при расчетной температуре ;

n -коэффициент запаса прочности.

Подставляя вышеуказанные величины в формулу для определения толщины стенки цилиндрической оболочки, получаем

.

Мы нашли толщину стенки аппарата в рабочем состоянии. Теперь необходимо произвести аналогичный расчет при гидравлических испытаниях.

Допускаемое напряжение найдем по формуле

Пробное давление при гидравлическом испытании

Тогда толщина цилиндрической оболочки

.

Принимаем S=6 мм .

Проверка на устойчивость.

Для проверки аппарата на устойчивость воспользуемся формулой Мизеса для длинных цилиндров. В соответствии с этой формулой, внешнее критическое давление будет равно

, где

E -модуль упругости (для стали );

S -толщина стенки оболочки;

-коэффициент Пуассона (для стали =0.3 );

R -средний радиус оболочки.

Тогда

.

Коэффициент запаса устойчивости составляет примерно . Тогда допускаемое критическое давление

.

Как мы видим, при толщине стенки S=6 мм устойчивость оболочки не обеспечивается, поэтому принимаем S=12 мм . В этом случае

.

И .

Устойчивость обеспечена.

Список литературы

1. Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. М.: Химия, 1987.-496 c.

2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов. Л.: Химия, 1987.- 576 с.

2*. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов. Л.: Химия, 1976.- 576 с.

3. Практикум по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Под ред. А.М.Кутепова, Д.А.Баранова.-М.:МГУИЭ, 2000.-264 с.

4. Основные процессы и аппараты химической технологии. Под ред. Ю.И.Дытнерского.-М.: Химия, 1991.-496 с.

5. Лащинский, Толчинский. Основы расчета и конструирования химической аппаратуры. Справочник.

6. Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств. Примеры и задачи. Под общ. ред. М.Ф.Михалева.-Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1984.-301 с.

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  427  428  429   ..

 

Наименование Обозначения Корпус
I II III
1 Коэффициент теплопроводности раствора, 0.587 0.579 0.563
2 Плотность раствора, 1055 1138 1371
3 Поверхностное натяжение раствора, 0.069 0.078 0.105
4 Коэффициент динамической вязкости раствора,
5 Теплоемкость раствора, Дж/(кг ) 3823 3729 3486
6 Плотность вторичного пара, 2.561 1.585 0.707
7 Удельная теплота парообразования, Дж/кг
8 Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке, 10974 10348 9953
9 Коэффициент теплоотдачи от стенки к раствору, 1415 1259 797
10 Удельный тепловой поток, 8231 9313 8958
11 Коэффициент, 7486 7388 7106
12 Длина греющих трубок, м 5
13 Толщина стенки греющей трубки, м 0.002
14 Коэффициент теплопроводности стенки, 46.5
15 Коэффициент теплопроводнос-ти накипи, 2.5
16 Коэффициент теплопередачи, К 961 882 626
17 Разность температур конденсации пара и стенки трубки, 0.75 0.9 0.9
18 Разность между температурой трубки и кипящим раствором, 5.75 7.47 11.09
19 Перепад температур на стенке греющей трубки, 2 2.26 2.18