Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / КУРСОВАЯ РАБОТА, ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ

Проектирование однокорпусной выпарной установки

andreyhovansky 500 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 32 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 21.04.2020
Проектирование однокорпусной выпарной установки для концентрирования G кг/с раствора от начальной концентрации xo % до конечной x1 %.
Введение

В многокорпусной выпарной установке осуществляется так называемое многократное выпаривание, при котором вторичный пар, уходящий из любого предыдущего аппарата, является греющим паром для последующего, в котором раствор кипит при более низкой температуре за счёт пониженного давления в нём по сравнению с предыдущим аппаратом. Этот метод проведения процесса выпаривания обеспечивает значительную экономию греющего пара и поэтому в промышленности имеет большое распространение. По методу ведения процесса различают периодическое и непрерывное выпаривание. При периодическом процессе исходный раствор загружается в аппарат за один раз либо отдельными порциями. После достижения необходимой концентрации сгущённый раствор удаляют из аппарата и загружают его новой порцией исходного раствора. При непрерывном процессе выпаривания непрерывно подводят начальный раствор и греющий пар и непрерывно отводят упаренный раствор, вторичный пар и конденсат греющего пара.
Содержание

Конструктивный расчет аппарата Конструктивный расчет выпарного аппарата заключается в определении количества кипятильных труб, диаметра циркуляционной трубы и диаметра корпуса аппарата, размеров парового пространства, диаметров патрубков для подвода греющего пара и отвода конденсата, выхода вторичного пара, подвода и вывода раствора. Количество кипятильных труб (n) вычисляется по формуле: n=F/(??d_ср?H),(22) где d_cp = d_н -?_ст - средний диаметр труб, м; d_н - наружный диаметр труб, м; ?_ст - толщина стенки трубы, м. d_cp = 38??10?^(-3) -2,5??10?^(-3)=35,5??10?^(-3) м n=63,9/(3,14*35,5*?10?^(-3)*2)=287 шт Диаметр циркуляционной трубы (dц) определяется из условия, что ее сечение составляет 25-35% суммарного сечения всех кипятильных труб. Площадь (ST), занятая трубами на трубной решетке, равна S_Т=((0,866t^2 n))/?,(23) где t = (1,3 –l,5)dH - шаг расположения труб, м; t = 1,4?38??10?^(-3)=53,2??10?^(-3) м ? - коэффициент использования площади решетки, принимается равным 0,7-0,9. S_Т=(0,866?t^2 n)/? ; S_т=(0,866*53,2*?10?^(-3)*287)/0,9=0,78 м^2; При наличии циркуляционной трубы она занимает площадь S_ц=0,785?(d_ц+2t)?^2, (24) S_ц=0,785?(0,9+2?53,2??10?^(-3))?^2=0,8 м^2 и тогда внутренний диаметр корпуса (Dв,) может быть вычислен по формуле D_в =v(1,274[((0,866?t^2?n))/?+0,785(d_ц+2t)^2 ] ) , (25) D_в=v(1,274[(0,866*(?53,2*?10?^(-3))?^2*287)/0,9+0,785?(0,9+2*53,2*?10?^(-3)))?^2 ]=) 1,417 м Объем парового пространства выпарного аппарата над раствором должен обеспечить достаточно полное отделение вторичного пара от капель упаренного раствора. Необходимый объем Vп (в м3) парового пространства равен: V_п=3600W/(?_вт?а??_в ),(26) где W - количество выпаренного растворителя, кг/с; ?_вт - плотность вторичного пара (при заданном давлении), кг/м3;\ ?_вт= 0,3026 кг/м3 ?_в - допускаемое объемное напряжение парового пространства для чистой воды, м3/(м3ч); ?_в= 8000 м3/(м3ч); а - коэффициент, учитывающий более легкую вспениваемость раствора по сравнению с водой (а = 0,7-0,9). V_n=(3600*0,81)/((0,3026*8000*0,9))=1,35 м^3 Высоту парового пространства обычно принимают не менее 1,5 м при выпаривании непенящихся растворов, для пенящихся растворов ее увеличивают до 2,5 – 3 м. Н_п=1,5 м Диаметр патрубков d(в м)вычисляется по формуле d=1,13v(V/v), (27) где V- объемный расход пара или жидкости, м/с; v - скорость пара или жидкости, м/с. ? = 0,3026 кг/м3
Список литературы

1. Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии/ Г. Д. Кавецкий, Б.В.Васильев. - М.: Колос, 2000.- 551с. 2. Лунин О. Г. Теплообменные аппараты пищевой промышленности/ О.Г. Лунин – М.: Пищ. Пром-сть, 1987. - 240 с. 3. Панфилов В. А. Машины и аппараты пищевых производств: в 2 кн./ В.А. Панфилов, С.Т. Антипов, И.Т. Кретов, А.Н. Остриков и др.- М.: Высш. шк., 2001.- 1384 с. 4. Павлов К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии/ К.Ф. Павлов, П.Г.Романков, А.А. Носков. – М.: ООО ТИД «Альянс», 2006, – 576 с. 5. Попов В. В. Процессы и аппараты пищевых производств. Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов специальности 220301 – Автоматизация технологических процессов и производств – Калининград.: КГТУ, 2008. – 49с. 6. Попов В. В. Теплофизические характеристики пищевых продуктов/В. В. Попов, Ю. А. Фатыхов, Н. В. Захаркив. – Калининград: КГТУ, 2007. – 72 с. 7. Технология и оборудование пищевых производств/Под. ред. Н. И. Назарова – М.: Пищ. пром-сть, 1977. – 352 с. 8. Чубик И. А. Справочник по теплофизическим характеристикам пищевых продуктов и полуфабрикатам/ И. А. Чубик, А. М. Маслов. – М.: Пищ. Пром-сть, 1970. – 184 с.
Отрывок из работы

Проектирование аппарата 4.1 Обзор существующих конструкций Конструкции выпарных аппаратов разнообразны. Известно около 100 разновидностей аппаратов с паровым обогревом, из которых более 30 изготовляются серийно отечественными машиностроительными заводами. Классификация аппаратов может быть произведена на основании различных признаков: расположения, вида, конфигурации и компоновки поверхности нагрева; взаимного расположения греющего пара и раствора, кратности и режима циркуляции и т. д. Из конструктивной схемы «классического» выпарного аппарата с вертикальными кипятильными трубами и центральной циркуляционной трубой следует, что основными конструктивными элементами выпарного аппарата являются камера, куда поступает греющий (первичный) пар, пространство с кипящей жидкостью и пространство с вторичным паром. Основные элементы дополняются вспомогательными: патрубками для подвода и отвода рабочих сред, для отвода конденсата первичного пара и неконденсирующихся газов, сепараторами и ловушками для отделения пены и брызг от вторичного пара и т.д. В других аппаратах расположение поверхности нагрева может быть вертикальным, горизонтальным и наклонным. Поверхность нагрева встречается разнообразной конфигурации: она может быть рубашечной, в виде подвесной камеры из кольцевых элементов, змеевиковой, трубчатой, пластинчатой или ребристой. Возможны и другие конфигурации поверхности нагрева. В зависимости от взаимного расположения рабочих сред аппараты могут быть паротрубными, если внутри трубок находится пар, или жидкостно-трубными, если жидкость кипит внутри трубок. По компоновке поверхности нагрева различают аппараты с горизонтальными или вертикальными выносными паровыми камерами, с вертикальными или горизонтальными внутренними паровыми камерами По характеру циркуляции аппараты классифицируют по кратности и по режиму циркуляции. Встречаются аппараты прямоточные (однопроходные) с однократной циркуляцией, через которые раствор проходит в один прием, и аппараты с многократной циркуляцией, в которых раствор несколько раз проходит через одно и то же сечение аппарата. По режиму циркуляции следует различать аппараты с принудительным движением раствора, с организованной естественной циркуляцией, характеризующейся наличием определенного циркуляционного контура, и с неорганизованной естественной циркуляцией, когда жидкость кипит, например, между трубками и определенное направление движения раствора отсутствует. Особое место занимают ротационные выпарные аппараты с вращающейся поверхностью нагрева. Учитывая особое значение циркуляции при выпаривании концентрированных растворов, примем в качестве определяющего признака характер циркуляции и кратко рассмотрим конструктивные схемы нескольких выпарных аппаратов (рисунок 1, 2 и 3). Пар через ловушку отводится из расширенной части сепаратора, а раствор над напором столба высотой Н возвращается в контур циркуляции. Для улучшения циркуляции, особенно при выпаривании концентрированных растворов, применяют искусственное побуждение потока с помощью насоса (рисунок 2б). В этом случае возможно вертикальное или горизонтальное (как показано на рисунке) расположение трубчатой поверхности нагрева. В разрезе сепаратора видно устройство щитков и отражателей. В случае периодического уваривания небольших порций высоковязких пластических масс (типа полупродуктов кондитерского производства, томатных паст и др.) применение трубчатого циркуляционного контура не всегда целесообразно. В этом случае используют выпарные чаны открытого типа и выпарные аппараты шарообразной формы с мешалками. Одна из подобных конструкций дана на рисунке 2а. Верхняя полусфера разъемного корпуса при загрузке поднимается на тросах через особые блоки (на рисунке не показаны); мешалка приводится во вращение от индивидуального мотора через редуктор. Нижняя полусфера имеет паровую рубашку. На рисунке 3а показан длиннотрубный однопроходный аппарат системы Кестнера. Раствор поступает снизу в кипятильные трубки длиной около 7 м и выпаривается в тонком слое, всползая вверх по внутренней поверхности трубок. В надрастворном пространстве имеются отбойный зонт, гасящий энергию раствора, фонтанирующего из трубок, и паросепаратор центробежного типа. Р. Е. Левиным предложен аппарат с улучшенной организацией циркуляции (рисунок 3б), который может быть использован для кристаллизующихся растворов. Особенностями этого аппарата являются: высокий уровень раствора, создающий повышенные скорости циркуляции; большое затопление поверхности нагрева; наличие над ней гидродинамического стабилизатора из концентрических необогреваемых кольцевых элементов. Стабилизатор обеспечивает определенное движение потока в вертикальном направлении и уменьшает потерю энергии на перемешивание раствора. Благодаря этому улучшается использование напора для создания скорости циркуляции. Один из аппаратов для периодического выпаривания кристаллизующихся растворов — утфельный вакуум-аппарат с подвесной греющей камерой—показан на рисунок 3в. Он отличается значительным объемом корпуса над поверхностью нагрева, в этом объеме размещается уваливаемая масса, количество которой увеличивается по мере варки. Для наблюдения за уровнем увариваемого продукта предусмотрен вертикальный ряд круглых зрительных стекол. Опускное движение сгущаемого утфеля происходит внутри центральной циркуляционной трубы и в кольцевом пространстве между камерой и стенками корпуса. Готовая уваренная малоподвижная масса, содержащая до 93% сухих веществ и около 50% (массовых) кристаллов, выпускается по окончании цикла уваривания через шибер большого сечения. Аппараты этого типа могут иметь дополнительную поверхность нагрева, расположенную под основной подвесной трубной камерой; эта поверхность нагрева выполняется в виде горизонтальных змеевиков или в виде паровой рубашки на коническом днище аппарата. Кроме того, для улучшения циркуляции утфеля в центральную опускную трубу помещают осевой пропеллерный или винтовой насос. Для выпаривания различных фруктовых соков применяются вакуум-аппараты, комбинированные с парокомпрессором (рисунок 4). На схеме показан аппарат системы Лурги, в котором удельный расход пара составляет около 0,5 кг пара на 1 кг выпаренной воды, что соответствует экономичности двухкорпусной установки. Греющий пар с давлением 0,8—1,0 МПа, расширяясь в инжекторе, достигает скорости до 1000 м/с; за счет возникающего всасывающего эффекта инжектор отсасывает из сокового пространства вторичный пар с давлением 0,012 МПа (температура 52° С) и сжимает его давления паровой смеси порядка 0,03 МПа (температура 70° С). Коэффициент инжекции, равный массе вторичного пара, приходящейся на 1 кг первичного пара, доходит до 0,8—1,0. Для выпаривания вязких термолабильных жидкостей хорошо зарекомендовали себя роторно-пленочные выпарные аппараты. Вертикальный корпус 3 этого аппарата (рисунок 5) снабжен паровой рубашкой 4, обеспечивающей подвод тепла к внутренней поверхности корпуса, по которой в виде тонкой пленки стекает раствор. Скорость испарения раствора благодаря малому термическому сопротивлению пленки жидкости очень велика. Внутри корпуса аппарата размещен ротор, представляющий собой вертикальный вал 5, на котором шарнирно закреплены лопасти 6. Ротор приводится во вращение с частотой 1—3 с-1. В верхней части аппарата размещен сепаратор 1. Распределительное устройство 2 вращается вместе с валом и обеспечивает распределение поступающей на него жидкости в виде равномерной тонкой пленки по всей внутренней поверхности обогреваемого корпуса аппарата. Вращаясь с большой скоростью, лопасти ротора, с одной стороны, обеспечивают прижатие жидкости к обогреваемой поверхности, а с другой — снимают ее с поверхности и препятствуют образованию накипи. Время пребывания жидкости в аппарате (в зависимости от производительности, физических свойств раствора, частоты вращения ротора)— 10—30 с, что составляет главное достоинство аппарата. К основному недостатку аппарата относится его малая производительность, так как аппараты этого типа имеют греющую поверхность площадью 25—30 м2.
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Курсовая работа, Процессы и аппараты, 28 страниц
500 руб.
Курсовая работа, Процессы и аппараты, 31 страница
1000 руб.
Курсовая работа, Процессы и аппараты, 46 страниц
500 руб.
Курсовая работа, Процессы и аппараты, 29 страниц
2000 руб.
Курсовая работа, Процессы и аппараты, 31 страница
210 руб.
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg