Скачать .zip |
Реферат: Процессы и аппараты пищевых производств
Задание 22)Рассчитать двухкорпусную выпарную установку, с естественной циркуляцией, для концентрирования Gн=3000 кг/ч сахарного раствора от начальной концентрации Вн=10%, до конечной Вк=30% при следующих условиях.
Обогрев производится насыщенным водяным паром давлением р1=150кПа
Давление в барометрическом конденсаторе р2=20кПа
Длина кипятильных труб l=2м, диаметр d=28х2мм
Материал – сталь нержавеющая
Раствор поступает в первый корпус подогретым до температуры кипения
1.Поверхность теплопередачи каждого корпуса выпарной установки определяет по основному уравнению теплопередачи

Для определения тепловых нагрузок Q, коэффициентов теплопередачи К и полезных разностей температур

2.Производительность установки по выпариваемой воде определяем из уравнения материально баланса

W=



3.В первом приближении на основании практических данных, принимаем, что производительность по выпариваемой воде распределяется между корпусами в соответствии с соотношением
W1: W2=1,0 :1,1
Тогда W1=



W2=


4.Рассчитаем концентрацию раствора корпусам
B 1=


B2=


5.Общий перепад давлений в установке равен

Распределим перепад давлений между корпусами поровну. Тогда давление греющих паров в корпусах равны
P1=150 кПа
P2=P1-


Давление пара в барометрическом конденсаторе


что соответствует заданной величине

По давлениям паров, находим их температуры к энтальпии
Давление, кПа Температура,


P1=150 t1=131,37
P2=85 t2=95,14 i=2668,6
Pбк=20 tбк=64
6.Гидродинамическую депрессию в расчетах обычно принимают

Tвп1=t2+

Tвп2=t2+

По температурам вторичных паров определяем их давления
Температура ,


t1=96,14 P=90 i=2671,1
t2=65 Р=25,7 i=2105,4
Гидростатическая депрессия обусловлена разностью давлений в среднем слое кипящего раствора и на его поверхности.Давление в среднем слое кипящего раствора Рср каждого корпуса определяется по уравнению:


Выберем стандартную высоту кипятильных труб Н=2 м, а коэффицент паронаполнения Е=0,5.Плотность сахарных растворов в корпусах приблизительно равна
P1=1054


P1ср=90


P2ср=25,7



Этим давлениям соответствуют следующие температуры кипения и теплоты испарения растворителя
Давление, кПа Температура,


P1ср=525,4 tср=120,5 r=2251,2
P2ср=564,1 tср=135,2 r=2161,1
Определяем гидростатическую депрессию по корпусам


Физико-химическую депрессию раствора рассчитываем по формуле



Температуры кипения растворов в корпусах равны
Tn=t2+

T2=t2+

7.Полезные разности температур по корпусам равны


Тогда общая полезная разность температур

8.Расход греющего пара и тепловые нагрузки по корпусам определяем из уравнений тепловых балансов по корпусам



Q1=D

D=0,63



9.Коэффициент теплопередачи по корпусам определяем по уравнению

Где

Для установившегося процесса передачи тепла справедливо уравнение
q=


для первого корпуса установки









Для второго корпуса установки










10.Определяем необходимые поверхности теплообмена


Площадь поверхности теплообмена корпуса выпарной установки
