Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Расчёт выпарного аппарата




Доверь свою работу кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Материальный баланс выпаривания:

а) по всему веществу

,

где , – массовый расход соответственно поступающего и упаренного растворов, кг/с;

W – количество выпариваемой воды, кг/с;

б) по растворенному твёрдому веществу

,

где , - начальная и конечная концентрация раствора по массе, %.

Отсюда определяем

;

.

Массовый расход греющего пара

,

где , – удельная теплоёмкость поступающего и упаренного растворов, Дж/(кг·ºС);

, – начальная и конечная температура растворов;

, , – удельные энтальпии соответственно греющего пара, вторичного пара и конденсата, Дж/кг;

– потери теплоты в окружающую среду.

Площадь поверхности теплопередачи выпарного аппарата равна

F=Q/(kΔt) ,

где Q – тепловой поток, Вт;

k – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·ºС);

Δt – полезная разность температур, которая представляет собой

Δt= tп– tр.с.,

где tп – температура греющего пара;

tр.с. – температура кипения раствора по середине греющих труб.

Тепловой поток

Q=D·( ).

Рисунок 10.1 – Схема выпарного аппарата

Температура кипения раствора по середине греющих труб

tр.с.= tвт+Δ+Δгс ,

где Δ – физико-химическая депрессия (превышение температуры кипения раствора по отношению к чистой воде);

Δгс – гидростатическая депрессия (разность между температурами кипения раствора по середине греющих труб в выпарном аппарате и на поверхности раствора);

tвт – температура вторичного пара над раствором.

Если известна физико-химическая депрессия при атмосферном давлении Δa, то эту депрессию при других давлениях можно определить по приближённой формуле Тищенко И.А.

Δ= 16,2· Δа · ,

где Т и r – соответственно абсолютная температура кипения в К и теплота испарения в Дж/кг воды при данном давлении.

Гидростатическая депрессия представляет собой

Δгс= tр.с. – tр,

где tр – температура кипения раствора на его поверхности, т. е. при давлении Рвт вторичного пара.

Температура кипения раствора tр.с соответствует давлению

Рсвт+ ρэg(hизб+ hтр/2),

где ρэ – плотность парожидкостной эмульсии в греющих трубах; кг/м3;

hизб – расстояние от уровня раствора в аппарате до верхней трубной решётки, м;

hтр – высота греющих труб, м;

g – ускорение свободного падения.

Температура вторичного пара над раствором равна

tвт = tвт.к.+ Δгд ,

где tвт.к – температура вторичного пара в конце отводящего паропровода или на входе в конденсатор;

Δгд – гидродинамическая депрессия (учитывает снижение температуры вторичного пара при его движении этого пара от поверхности раствора к конденсатору), которую принимают в расчетах равной

Δгд = 1 – 1,5 ºС.

Кроме полезной разности температур Δt различают и общую разность температур

Δtобщ =tп – tвт.к ,

тогда полезная разность температур может быть представлена как

Δt = Δtобщ – Δ - Δгс - Δгд .

Связь между температурой кипения воды и давлением описывается следующими формулами:

;

T = 196,552 + 4,3826·P0,25 + 8,514·lnР,

где Т = t + 273.

Теплота испарения воды зависит от температуры воды и определяется в Дж/кг по формуле

r = 2493490 –2304,8· t +1,58576· t2–1,87776·10-2 ·t3 .

Удельная теплоёмкость С молока в Дж/(кг·ºС) при температуре t (ºС) находится в зависимости от концентрации сухих веществ Х (%)

С» 41,87[100,3–Х]+0,00175(t–20),

где температурную поправку 0,00175(t–20) можно исключить из формулы ввиду ее малости.

Удельная энтальпия перегретого водяного пара определяется по формуле

in= 2493000 +1970·tn .

Удельная энтальпия конденсата (воды) при температуре греющего пара равна

iк=Cк· tn ,

где Cк – удельная теплоёмкость конденсата (воды).


Пример

Определить количество выпаренной влаги, расход пара и площадь поверхности теплопередачи выпарного аппарата для сгущения 1200 кг/ч обрата от 9 до 36 % массовой концентрации сухих веществ, если давление греющего пара составляет 0,12 МПа, температура вторичного пара, поступающего в конденсатор, 60ºС, общий коэффициент теплопередачи выпарного аппарата составляет 1320 Вт/(м2·ºС). Продукт в выпарной аппарат подаётся при температуре кипения. Длину греющих труб принять 1,5 м, потери в окружающую среду – 5%, физико-химическую депрессию при атмосферном давлении 2º.

 







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 3717. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.022 сек.) русская версия | украинская версия