Расчет производительности вакуум – насоса

3.7 Расчет производительности вакуум – насоса

Производительность вакуум-насоса  определяется количеством газа (воздуха), который необходимо удалять из барометрического конденсатора:

,

где - количество газа. Выделяющегося из 1 кг воды; 0,01- количество газа, подсасываемого в конденсатор через неплотности, на 1 кг паров. Тогда

.

Объемная производительность вакуум-насоса равна:

,

где - универсальная газовая постоянная R = 8,314 ; - молекулярная масса воздуха M = 29 кг/кмоль; - температура воздуха, ; - парциальное давление сухого воздуха в барометрическом конденсаторе, Па.

Температуру воздуха рассчитывают по уравнению:

.

Давление воздуха равно:

,

где - давление сухого насыщенного пара (Па) при .

По (/1/, табл. LVI, стр. 548) . Подставив, получим:

;

.

Зная объемную производительность  и остаточное давление  по (/3/, табл. 2.5, стр. 19) выбираем вакуум-насос типа ВВН1-3 мощностью на валу 4,95 кВт.

3.8 Приближенный расчет холодильника

Таблица 3.6

Основные данные для расчета холодильника

Значение усредненной по всей теплообменной поверхности разности температур рассчитывается по формуле:

;

при этом

,

где

;

;

;

;

.

Получаем

.

Средняя температура раствора:

,

где

;

.

Расход раствора:

.

Количество теплоты, которое необходимо забрать у раствора:

,

где - удельная теплоемкость раствора, рассчитанная по формуле 3.11 при  и % масс.

По формуле 3.12 удельная температура воды при  равна:

.

Тогда по формуле 3.11:

 , получаем:

.

Расход воды:

,

где - теплоемкость воды при средней температуре . По формуле 3.12 находим:

.

Тогда

.

Принимая по (/1/, табл. 4.8 стр. 172) ориентировочный коэффициент теплопередачи , рассчитываем ориентировочную поверхность теплопередачи:

.

Проходное сечение  трубного пространства рассчитываем по формуле 3.24, где - внутренний диаметр труб; - динамический коэффициент вязкости начального раствора при средней температуре ; Re – критерий Рейнольдса.

По формуле 3.21 при  для воды получаем:

,

а по формуле 3.20:

,

для раствора находим:

,

Для обеспечения интенсивного теплообмена подбираем аппарат с турбулентным режимом течения теплоносителей. Раствор направляется в трубное пространство, греющий пар – в межтрубное.

Максимальное проходное сечение по трубам считаем при критерии Рейнольдса :

,

минимальное – при :

.

Проходное сечение межтрубного пространства рассчитываем по формуле:

,

где - наружный диаметр труб; - динамический коэффициент вязкости воды при средней температуре ; Re – критерий Рейнольдса.

По формуле 3.21 получаем:

Максимальное проходное сечение межтрубного пространства  считаем при критерии Рейнольдса :

.

Минимальное проходное сечение межтрубного пространства  считаем при критерии Рейнольдса :

.

Полученное оценочное значение поверхности теплопередачи с учетом  и  позволяет сделать вывод о том, что в качестве холодильника может быть использован кожухотрубчатый двухходовой теплообменник с внутренним диаметром кожуха , числом труб , поверхностью теплообмена , длиной труб , проходным сечением трубного пространства , проходным сечением межтрубного пространства и числом рядов труб .

3.9 Определение расходов греющего пара и воды на всю установку

Расход греющего пара:

,

где - расход пара на подогрев раствора, - расход пара на выпаривание.

Расход воды:

,

где - расход воды в барометрическом конденсаторе, - расход воды в холодильнике.

Выводы по проекту

В данной курсовой работе представлен процесс выпаривания раствора хлорида аммония.

В результате приведенных выше расчетов были выбраны следующие аппараты:

-  выпарной аппарат: тип 1 исполнение 2 группа А – выпарной аппарат с вынесенной греющей камерой и трубой вскипания с площадью теплообмена (по внутреннему диаметру трубы);

-  Для подогрева мы выбираем: 2-у ходовый теплообменник, с внутренним диаметром кожуха , числом труб , поверхностью теплообмена , длиной труб , проходным сечением  и числом рядов труб , расположенных в шахматном порядке.

-барометрический конденсатор диаметром  с высотой трубы 7,585м. (/5/, табл. 2.7 стр. 26).

-  вакуум насос типа ВВН1-3 мощностью N=4,95 кВт

-  холодильник: кожухотрубчатый двухходовой теплообменник с внутренним диаметром кожуха , числом труб , поверхностью теплообмена , длиной труб , проходным сечением трубного пространства , проходным сечением межтрубного пространства и числом рядов труб .

Расход греющего пара на всю установку: .

Расход воды на всю установку: .

Среда раствора хлорида аммония относится к слабоагрессивным средам, поэтому в качестве основного конструкционного материала для всех аппаратов применима сталь Ст3кп.

Литература

1.  Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов/Под ред. чл.- корр. АН СССР П. Г. Романкова, - 10-е изд., перераб. и доп. – Л.: Химия, 1987. – 576 с.

2.  Борисов Г.С., Брыков В.П., Дытнерский Ю. И./Под редакцией Дытнерского Ю. И., 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1991. – 496с

3.  Курсовое проектирование по процессам и аппаратам химической технологии. Краткие справочные данные: Метод. указания/ЛТИ им. Ленсовета. – Л.: 1989. – 40 с.

4.  Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии, 8-е изд., М.: Химия, 1971. – 784 с.

5.  Методическое пособие №705

Похожие работы

Подбор теплообменника для проведения процесса охлаждения и конденсации пара толуола

Скачать

52959

10

6

... ,1 3 Расчет конденсатора паров толуола Кожухотрубные конденсаторы предназначены для конденсации паров в межтрубном пространстве, а также для подогревания жидкостей за счет теплоты конденсации пара. Рассчитаем необходимую поверхность теплообменника, в межтрубном пространстве, которого конденсируется толуол, с заданным массовым расходом GА = 2,92 кг/с, удельная теплота конденсации rА = 362031 ...

Cистема Автоматизированного Управления процесса стерилизации биореактора

Скачать

183168

7

85

... БИОРЕАКТОРА Лист 90 Доклад. Уважаемые члены государственной экзаменационной комиссии разрешите представить вашему вниманию дипломный проект на тему: «Система автоматизированного управления процесса стерилизации биореактора» Процесс стерилизации биореактора (или ферментера) является важной стадией процесса биосинтеза антибиотика эритромицина. Суть процесса стерилизации состоит в ...

Автоматизация технологических процессов основных химических производств

Скачать

107273

1

429

... .В. Иванова«Автоматизация технологических процессов основных химических производств»Методические материалы по курсу лекций (в двух частях)Часть 2.2003г. УДК 66-52:66(075)Иванова Г.В. Автоматизация технологических процессов основных химических производств: Методическое пособие. Часть 2 / СПбГТИ(ТУ).-СПб., 2003.- 70с. Методическое пособие предназначено для курса лекций по учебной дисциплине « ...

Влияние гидродинамического режима движения жидких потоков без и с протеканием быстрой химической реакции на внешний теплообмен

Скачать

10057

0

1

... отличающиеся различной интенсивностью тепло- и массообменных процессов. Целью работы являлся анализ эффективности теплообмена в однотрубных и кожухотрубных аппаратах при движении жидких потоков без и с протеканием быстрой экзотермической химической реакции при различных гидродинамических режимах. При проведении быстрых экзотермических химических реакций (kі102±1 л/мольЧс) в трубчатых аппаратах ...