Курсовая расчет выпарной установки

ВВЕДЕНИЕ
Выпарные аппараты делят на аппараты прямоточные, в которых выпаривание раствора происходит за один его проход через аппарат без циркуляции раствора и аппараты, работающие с многократной циркуляцией раствора.
В зависимости от организации процесса различают периодически и непрерывно действующие аппараты.
При размещении нагревательной камеры вне корпуса аппарата имеетсявозможность повысить интенсивность выпаривания не только за счёт увеличения разности плотностей жидкости и парожидкостной смеси в циркуляционном контуре, но и за счет увеличения длины кипятильных труб.
Аппарат с выносной нагревательной камерой работает при более интенсивной естественной циркуляции, обусловленной тем, что циркуляционная труба не обогревается, а подъёмный и опускной участки циркуляционногоконтура имеют значительную высоту.
Выносная нагревательная камера легко отделяется от корпуса аппарата, что облегчает и ускоряет её чистку и ремонт. Ревизию и ремонт нагревательной камеры можно производить без полной остановки аппарата (а лишь при снижении его производительности), если присоединить к его корпусу две нагревательные камеры.
Задание на расчет выпарной установки

Рассчитать трехкорпуснуювыпарную установку с принудительной
циркуляцией и вынесенной греющей камерой (тип 2 , исполнение 2) для
концентрирования водного раствора KOH по следующим данным:

1. Производительность установки по исходному раствору -5500кг/ч.
2. Концентрация раствора : начальная -24% масс.; конечная -75%масс.
3. Давление пара греющего первый корпуса –Рr1= 0,85МПа ;
4. Давление в барометрическомконденсаторе –Рбк=0,095МПа ;
5. Начальная температура tн=298К ;
6. Температура охлаждающей воды t=294К ;






1-емкость исходного раствора;
2- насос;
3- теплообменник-подогреватель;
4,5,6-выпарные аппараты;
7- барометрический конденсатор;
8- ловушка;
9- гидрозатвор;
10- емкость упаренного раствора;
11- конденсатоотводчик;

Исходный раствор из емкости 1 центробежным насосом 2 подаетсяв теплообменник-подогреватель 3 (где подогревается до температуры, близкой к температуре кипения), а затем в первый корпус 4 выпарной установки.
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 поступает частично сконцентрированный раствор из 1-го корпуса.Аналогично третий корпус 6 обогревается вторичным паром второго и в нем производится концентрирование раствора, поступающего из второго корпуса.
Самопроизвольный переток раствора возможен благодаря общему перепаду давлений, возникающему в результате создания вакуума конденсацией вторичного пара последнего корпуса в барометрическом конденсаторе 7, где заданное давление поддерживается подачей охлаждающейводы и отсосом неконденсирующихся газов через ловушку 8 вакуум-насосом. Смесь охлаждающей воды и конденсата выводится при помощи барометрической трубы с гидрозатвором 9. Образующийся в третьем корпусе концентрированный раствор собирается в емкость упаренного раствора 10.
Конденсат греющих паров из выпарных аппаратов выводится с помощью конденсатоотводчиков 11.1.Технологический расчет выпарной установки.

1.1 Определение поверхности теплопередачи выпарных аппаратов

Поверхность теплопередачи каждого корпуса выпарной установки определяют по основному уравнению теплопередачи:
F=Q/ (KΔtn).
где  – поверхность теплопередачи, м2 ;
 – тепловая нагрузка, Вт;
 – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 ∙К);
 – полезная разность температур, К.
Первоначально определимэти величины по материальному балансу, в дальнейшем уточним их по тепловому балансу.
Для определения тепловых нагрузок Q, коэффициентов теплопередачи К и полезных разностей температур Δtn необходимо знать распределение упариваемой воды, концентраций растворов и их температур кипения по корпусам. Эти величины находят методом последовательных приближений.
Первое...