Реферат: Понятие и сущность выпаривания

--PAGE_BREAK--      <img width=«73» height=«25» src=«ref-3_32556914-177.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036">       <img width=«145» height=«24» src=«ref-3_32557091-286.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037">

<img width=«112» height=«23» src=«ref-3_32557377-242.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038">      <img width=«99» height=«28» src=«ref-3_32557619-217.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039">   <img width=«145» height=«24» src=«ref-3_32557836-287.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040">

<img width=«12» height=«23» src=«ref-3_32558123-73.coolpic» v:shapes="_x0000_s1098">
Принимаем величину гидродинамической депрессии равной:

<img width=«80» height=«24» src=«ref-3_32558196-196.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041">

Тогда температура вторичного пара:

<img width=«236» height=«29» src=«ref-3_32558392-683.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042">

По температуре вторичного пара определим его давление:
<img width=«103» height=«28» src=«ref-3_32559075-393.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043">            <img width=«151» height=«30» src=«ref-3_32559468-542.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044">

Так как рассматриваемый теплообменник выпарной аппарат плёночного типа с восходящей плёнкой, то величину гидростатической депрессии не учитывают:

<img width=«47» height=«21» src=«ref-3_32560010-136.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045">

<img width=«121» height=«36» src=«ref-3_32560146-370.coolpic» v:shapes="_x0000_s1099">
Определяем температурную депрессию для конечной и начальной концентраций продукта, согласно следующим формулам:

<img width=«134» height=«33» src=«ref-3_32560516-398.coolpic» v:shapes="_x0000_s1101">
где В – концентрация продукта в пределах 5-37%;

где В – концентрация продукта в пределах 37-77%;
<img width=«278» height=«38» src=«ref-3_32560914-1136.coolpic» v:shapes="_x0000_s1100 _x0000_s1102">


<img width=«317» height=«29» src=«ref-3_32562050-828.coolpic» v:shapes="_x0000_s1104">
Определим температуры кипения растворов с начальной и конечной концентрациями:

<img width=«317» height=«29» src=«ref-3_32562878-801.coolpic» v:shapes="_x0000_s1103">


Тогда температура кипения крови в корпусе будет определена как среднее арифметическое температур кипения с начальной и конечной концентрациями:

<img width=«231» height=«38» src=«ref-3_32563679-726.coolpic» v:shapes="_x0000_s1105">
Расчёт полезной разности температур:

<img width=«280» height=«26» src=«ref-3_32564405-393.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046">

Определение тепловых нагрузок:

                  <img width=«420» height=«25» src=«ref-3_32564798-899.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047">

где:

1.06 – коэффициент, учитывающий потери в окружающую среду;

<img width=«379» height=«41» src=«ref-3_32565697-666.coolpic» v:shapes="_x0000_s1109">


<img width=«512» height=«44» src=«ref-3_32566363-1107.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048">
          Ссух – теплоёмкость абсолютно сухого вещества крови (табл.16{5})

<img width=«334» height=«31» src=«ref-3_32567470-834.coolpic» v:shapes="_x0000_i1049">

(<img width=«21» height=«35» src=«ref-3_32568304-118.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050">-температурная депрессия для исходного раствора <img width=«76» height=«25» src=«ref-3_32568422-302.coolpic» v:shapes="_x0000_i1051">)

Тогда:

<img width=«660» height=«25» src=«ref-3_32568724-1057.coolpic» v:shapes="_x0000_i1052">
Определение расхода греющего пара:

<img width=«426» height=«143» src=«ref-3_32569781-4253.coolpic» v:shapes="_x0000_s1106">

Расчёт термокомпрессора:

Примем давление рабочего пара 0.9МПа

По i-s–диаграмме определяем тепловые перепады
<img width=«384» height=«311» src=«ref-3_32574034-10476.coolpic» v:shapes="_x0000_i1029">

                                       
<img width=«215» height=«59» src=«ref-3_32584510-711.coolpic» v:shapes="_x0000_i1053">.
Коэффициент инжекции рассчитаем по уравнению:
<img width=«95» height=«51» src=«ref-3_32585221-304.coolpic» v:shapes="_x0000_i1054">,

где

А – величина, характеризующая работу инжектора. Для установок новых конструкций  А=0,81
<img width=«164» height=«47» src=«ref-3_32585525-426.coolpic» v:shapes="_x0000_i1055">.
Расход рабочего пара:
<img width=«224» height=«69» src=«ref-3_32585951-494.coolpic» v:shapes="_x0000_i1056">

Уточнённый расчёт коэфф.теплопередачи:

Согласно табл. 11.1(1) принимаем коэффициент теплопередачи от конденсирующейся водяного пара к органической жидкости равным:

<img width=«250» height=«38» src=«ref-3_32586445-1100.coolpic» v:shapes="_x0000_s1107 _x0000_s1108">
Тогда ориентировачная поверхность нагрева выпарного аппарата будет равна:
Оринтировочно принимаем выпарной аппарат с длиной трубы Н=5000 мм, диаметром трубы 38х2 мм и площадью теплопередающей поверхности 63 м^2(приложение1{1}).

38C2 мм и площадью теплопередающей поверхности 63 м^2.

Уточнённый расчёт коэффициентов теплопередачи:

<img width=«284» height=«67» src=«ref-3_32587545-791.coolpic» v:shapes="_x0000_s1110">
Примем, что суммарное сопротивление равно термическому сопротивлению стенки (d/l) и накипи (dн/lн). Получим:

Коэффициент теплопередачи от конденсирующегося пара к стенке a, равен:

<img width=«164» height=«152» src=«ref-3_32588336-1057.coolpic» v:shapes="_x0000_s1114">
В первом приближении примем Dt1=2.0 град. Тогда средняя температура плёнки:

<img width=«177» height=«53» src=«ref-3_32589393-560.coolpic» v:shapes="_x0000_s1111">


(табл.5{1}и табл.{}).

<img width=«381» height=«48» src=«ref-3_32589953-980.coolpic» v:shapes="_x0000_s1115">

<img width=«400» height=«63» src=«ref-3_32590933-949.coolpic» v:shapes="_x0000_s1116">
Для установившегося процесса теплопередачи справедливо уравнение:
<img width=«221» height=«47» src=«ref-3_32591882-543.coolpic» v:shapes="_x0000_s1113 _x0000_s1129">
Тогда:
<img width=«393» height=«41» src=«ref-3_32592425-811.coolpic» v:shapes="_x0000_s1117">


<img width=«371» height=«24» src=«ref-3_32593236-525.coolpic» v:shapes="_x0000_s1118">


При кипении растворов в плёночных выпарных аппаратах коэффициент теплоотдачи от кипящей жидкости к стенке определяется во уравнению 5.16(1):

<img width=«201» height=«47» src=«ref-3_32593761-512.coolpic» v:shapes="_x0000_s1119">


где:

<img width=«148» height=«56» src=«ref-3_32594273-453.coolpic» v:shapes="_x0000_s1120">
s— толщина плёнки (м);

<img width=«65» height=«47» src=«ref-3_32594726-221.coolpic» v:shapes="_x0000_s1121">


<img width=«332» height=«56» src=«ref-3_32594947-1117.coolpic» v:shapes="_x0000_s1122 _x0000_s1123 _x0000_s1124">
где Г – линейная массовая плотность орошения, равная:

Тогда:

<img width=«468» height=«53» src=«ref-3_32596064-1180.coolpic» v:shapes="_x0000_s1125">


<img width=«237» height=«41» src=«ref-3_32597244-492.coolpic» v:shapes="_x0000_s1126">

<img width=«49» height=«23» src=«ref-3_32597736-140.coolpic» v:shapes="_x0000_s1127"> <img width=«80» height=«23» src=«ref-3_32597876-191.coolpic» v:shapes="_x0000_s1128">
Во втором приближении примем:

Тогда:

<img width=«256» height=«25» src=«ref-3_32598067-525.coolpic» v:shapes="_x0000_s1130 _x0000_s1131">


<img width=«268» height=«41» src=«ref-3_32598592-797.coolpic» v:shapes="_x0000_s1132 _x0000_s1133 _x0000_s1134 _x0000_s1135">


Рассчитаем действительный коэффициент теплопередачи:

<img width=«453» height=«68» src=«ref-3_32599389-1136.coolpic» v:shapes="_x0000_s1136">

Уточнённое значение площади теплопередачи выпарного аппарата:

<img width=«253» height=«45» src=«ref-3_32600525-591.coolpic» v:shapes="_x0000_s1137">


Согласно (приложение 2 (1)) принимаем к установке выпарной аппарат с восходящей плёнкой (тип 3, исполнение 1) с номинальной поверхностью теплообмена 16 м^2, при диаметре трубы 38х2 мм и длине <metricconverter productid=«5000 мм» w:st=«on»>5000 мм.
2.4.Тепловые расчёты комплектующего оборудования.
2.4.1.Расчёт кожухотрубного конденсатора.
<img width=«320» height=«112» src=«ref-3_32601116-1022.coolpic» v:shapes="_x0000_s1138">
Исходные данные:

Физико-химические показатели конденсата при этой температуре:
<img width=«139» height=«109» src=«ref-3_32602138-721.coolpic» v:shapes="_x0000_s1139">


<img width=«76» height=«25» src=«ref-3_32602859-179.coolpic» v:shapes="_x0000_s1140">
Тепло конденсации отводить водой с начальной температурой:

Примем температуру воды на выходе из конденсатора:

<img width=«84» height=«25» src=«ref-3_32603038-190.coolpic» v:shapes="_x0000_s1141">
При средней температуре:

<img width=«164» height=«24» src=«ref-3_32603228-294.coolpic» v:shapes="_x0000_s1142">
Вода имеет следующие физико-химические характеристики:

1.          <img width=«148» height=«177» src=«ref-3_32603522-1082.coolpic» v:shapes="_x0000_s1143"> <img width=«285» height=«23» src=«ref-3_32604604-471.coolpic» v:shapes="_x0000_s1144">
Тепловая нагрузка аппарата:

2.          <img width=«304» height=«45» src=«ref-3_32605075-694.coolpic» v:shapes="_x0000_s1145">
Расход воды:

3.          <img width=«376» height=«68» src=«ref-3_32605769-978.coolpic» v:shapes="_x0000_s1146">
Средняя разность температур:

4.          Принимаем Re=10000, определим соотношение n/zдля теплообменника из труб диаметром 25х2 мм.

<img width=«373» height=«47» src=«ref-3_32606747-812.coolpic» v:shapes="_x0000_s1147">


 5. Уточнённый расчёт поверхности теплопередачи.

В соответствии с табл.11.4(1) соотношение n/zпринимает наиболее близкое к заданному значение у теплообменника с диаметром кожуха D=600мм, диаметром труб d=25х2 мм, числом ходов z=6 и общим числом труб n=196.

В зависимости от длины труб эти теплообменники имеют поверхность теплопередачи 46.61 и 91 м^2.

<img width=«368» height=«47» src=«ref-3_32607559-834.coolpic» v:shapes="_x0000_s1148">
Действительное число Re2 равно:

<img width=«583» height=«43» src=«ref-3_32608393-1116.coolpic» v:shapes="_x0000_s1149">
Коэффициент теплоотдачи к воде определяем по формуле:

<img width=«508» height=«56» src=«ref-3_32609509-1275.coolpic» v:shapes="_x0000_s1150">
Коэффициент теплоотдачи от пара, конденсирующегося на пучке вертикально расположенных труб, определим по формуле:

<img width=«336» height=«44» src=«ref-3_32610784-853.coolpic» v:shapes="_x0000_s1151">
Сумма термических сопротивлений стенки труб из нержавеющей стали и загрязнений со стороны воды и пара равна:

<img width=«457» height=«65» src=«ref-3_32611637-1145.coolpic» v:shapes="_x0000_s1152">
Тогда уточнённый коэффициент теплопередачи равен:

<img width=«259» height=«41» src=«ref-3_32612782-582.coolpic» v:shapes="_x0000_s1153">
Требуемая поверхность теплопередачи составит:

5.          Расчёт гидравлического сопротивления в трубах.

<img width=«352» height=«47» src=«ref-3_32613364-827.coolpic» v:shapes="_x0000_s1154">
Скорость воды в трубах:
<img width=«560» height=«65» src=«ref-3_32614191-1654.coolpic» v:shapes="_x0000_s1155">
Коэффициент трения равен:

Где D=(0.2*10)^-3м.

Скорость воды в штуцерах равна:

<img width=«316» height=«48» src=«ref-3_32615845-715.coolpic» v:shapes="_x0000_s1156">


<img width=«615» height=«93» src=«ref-3_32616560-1955.coolpic» v:shapes="_x0000_s1157">
Гидравлическое сопротивление рассчитывается по формуле:
2.4.2.Расчёт пластинчатого подогревателя.

Исходные данные:

<img width=«179» height=«59» src=«ref-3_32618515-507.coolpic» v:shapes="_x0000_s1158">
При средней температуре, равной 36 С, кровь имеет следующие физико-химические характеристики:

<img width=«209» height=«163» src=«ref-3_32619022-1171.coolpic» v:shapes="_x0000_s1159">
Для нагрева использовать насыщенный водяной пар давлением 0.11Мпа температурой конденсации равной 102.32 С.

Характеристики конденсата при этой температуре:

<img width=«512» height=«161» src=«ref-3_32620193-1857.coolpic» v:shapes="_x0000_s1160 _x0000_s1161">
1.Тепловая нагрузка аппарата составит:

2.Расход пара определяется из уравнения теплового баланса:
<img width=«196» height=«45» src=«ref-3_32622050-507.coolpic» v:shapes="_x0000_s1162">


<img width=«440» height=«68» src=«ref-3_32622557-1144.coolpic» v:shapes="_x0000_s1163">
3.Средняя разность температур:

<img width=«323» height=«109» src=«ref-3_32623701-1352.coolpic» v:shapes="_x0000_s1164">
4.Рассмотрим пластинчатый подогреватель поверхностью 2.0 м^2, поверхностью пластин 0.2м^2, число пластин N=12 (согласно табл.11-13(1)).

5.Скорость жидкости и число Reв шести каналах с плошадью поперечного сечения канала 0.0016м^2 и эквивалентным диаметром канала 0.0076м (табл.11-14(1)) равна:

Коэффициент теплоотдачи к жидкости определяем:

<img width=«475» height=«47» src=«ref-3_32625053-911.coolpic» v:shapes="_x0000_s1165">
(для пластин площадью 0.2 м^2 а=0.086, b=0.73).

<img width=«376» height=«227» src=«ref-3_32625964-2085.coolpic» v:shapes="_x0000_s1166">     продолжение
--PAGE_BREAK--