ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ
|
Поиск учебного материала на сайте<
|
Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.
|
| | |
Результат поиска |
|
|
|
|
Наименование:
|
реферат Испытание двухкорпусной выпарной установки |
Информация: |
Тип работы: реферат.
Добавлен: 04.05.2013.
Год: 2012.
Страниц: 15.
Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%
|
|
|
|
Описание (план): |
|
|
Содержание
1 Испытание
двухкорпусной выпарной установки………………………. 3
Принципиальная схема двухкорпусной выпарной установки…….. 3
Опытные данные испытания установки……………………………... 6
Обработка опытных данных………………………………………….. 7
Список используемых источников…………………………………….. 13
Цель работы: изучение двухкорпусной выпарной установки
непрерывного действия, определение количества
выпариваемой воды, коэффициентов теплопередачи
по корпусам и удельного расхода греющего
пара.
1 Испытание двухкорпусной
выпарной установки
1.1 Принципиальная схема двухкорпусной
выпарной установки
Выпарная установка (рисунок 1) состоит
из двух аппаратов 1 и 1а с внутренней
греющей камерой и центральной
циркуляционной трубой. Выпарной аппарат
состоит из двух основных частей: греющей
камеры, в которой происходит кипение
раствора, и сепаратора, в котором
вторичный пар отделяется от раствора.
Высота выпарного 1500 мм, диаметр 408 мм,
поверхность теплообмена 1,5 м2
.
Водный раствор глицерина из
бака 2, снабженного указателем уровня,
центробежным насосом 13 подается в
выпарной аппарат 1. Расход раствора измеряется
ротаметром 7. Обогрев корпуса 1 осуществляется
насыщенным водяным паром, поступающим
от электропарового котла. Давление
пара в трубопроводе измеряется
манометром и регулируется клапанами.
Вторичный пар из корпуса 1 проходит
брызгоуловитель 5 и поступает в
греющую камеру корпуса 1а.
Раствор, упаренный до
некоторой концентрации в корпусе
1, под действием разности давлений
поступает в корпус 1а, где упаривается до заданной
концентрации. Концентрированный раствор
из корпуса 1а, пройдя через холодильник
9 и фонарь 16, поступает в сборники упаренного
раствора 3 или 4, работающие попеременно.
По мере их заполнения упаренный раствор
переливается в бак 2.
Вторичный пар из корпуса 1а проходит
через брызгоуловитель 5а и поступает
в барометрический конденсатор 6,
орошаемый водой. Расход воды измеряется
ротаметром 8. Смесь воды и конденсата
удаляется из конденсатора самотеком
через барометрическую трубу
в барометрический ящик 10, а затем
в канализацию. Воздух из барометрического
конденсатора отсасывается вакуум-насосом
14. Концентрацию разбавленного и
упаренных растворов в корпусах
1 и 1а определяют ареометром. Давление
в аппаратах измеряются манометрами,
вынесенными на щит КИП. Измерение
температур конденсата и поверхности
аппаратов производится термометрами
сопротивления, работающими в комплекте
с лагометрами. Отбор проб исходного
и упаренного растворов производится
через пробоотборники.
Перед пуском установки необходимо:
Закрыть все воздушные краны
и вентили на линии вакуума, паровой
линии и линии раствора. Проверить
наличие исходного раствора в
баке 2. Проверить наличие воды в
водопроводе.
I, Iа – выпарные аппараты; 2 –
бак-хранилище; 3, 4 – сборники упаренного
раствора; 5, 5а – брызгоуловители;
6 – барометрический конденсатор;
7, 8 – ротаметры; 9 – холодильник;
10 – барометрический ящик; 11, 12 –
сборнки конденсата; 13 – центробежный
насос; 14 – водокольцевой вакуум-насос;
15 – водоотделитель; 16 – смотровой фонарь
Рис. 1 –
Схема двухкорпусной выпарной установки
Пуск установки производить
следующим образом: Открыть вентили
на отборных устройствах манометров
и вакуумметров. Подать воду в холодильник
упаренного раствора. Затем заполнить
аппарат 1 исходным раствором из бака
2 с помощью наноса 13 через ротаметр
7 до верхней красной черты и
подать пар на установку. Продуть
межтрубное пространство греющей камеры
первого корпуса по обводной линии.
После продувки направить конденсат
через конденсационные горшки и
нагреть раствор до кипения. После
того, как раствор в корпусе 1 начнет
кипеть, следует создать вакуум во
втором аппарате. Под действием разности
давлений раствор из корпуса 1 начнет
самотеком переливаться в корпус
1а. Перелив раствора производить
до тех пор, пока уровень в
корпусе 1 не достигнет нижней красной
черты. После этого первый аппарат
заполнить до верхней красной
черты и процесс повторить. Когда
во втором аппарате уровень раствора
достигнет красной черты, заполнение
системы прекращают и начинают процесс
выпаривания. Далее необходимо продуть
греющую камеру второго аппарата, выпустив
часть пара по обводной линии. Затем конденсат
направить через конденсационный горшок.
Установить по ротаметру указанный преподавателем
расход исходного раствора в первый корпус.
Начать подачу раствора из корпуса 1 в
корпус 1а. для чего открыть регулирующий
вентиль на линии раствора между корпусами
с таким расчетом, чтобы уровень в первом
аппарате не опускался ниже красной черты.
Одновременно с началом подачи раствора
подать воду в барометрический конденсатор.
Расход воды установить по ротаметру 8.
Подключить к корпусу 1а сборники упаренного
раствора. Пустив, таким образом, всю установку,
обязательно при непрерывной подаче раствора
в аппараты, дать ей поработать 40-45 минут.
После этого приступить к замерам. Измерения
производятся через каждые 10-15 минут
3-4 раза. Результаты наблюдений сводятся
в таблицу 1.
1.2 Опытные данные
испытания установки
Табл. 1.1 - измеренные данные
Наименование величины
|
Расход исходной смеси, кг/с
|
0,055•10-3
|
Расход воды на барометрический конденсатор,
кг/с
|
1,033
|
Давление греющего пара, Па
|
39,24•10-4
|
Температура греющего пара, оС
|
142,9
|
Температура исходного раствора,
оС
|
20
|
Давление в корпусе 1, Па
|
19,62•10-4
|
Температура вторичного пара в первом
корпусе, оС
|
119,6
|
Температура кипения раствора в корпусе
1, оС
|
130
|
Давление во втором корпусе, Па
|
2,943•10-4
|
Температура вторичного пара в корпусе
1а, оС
|
68,7
|
Температура кипения раствора во
втором корпусе, оС
|
80
|
Концентрация исходного раствора,
% масс.
|
5
|
Концентрация раствора после первого
корпуса, % масс.
|
15
|
Концентрация раствора после второго
корпуса, % масс.
|
20
|
Температура поверхности первого
аппарата, оС
|
30
|
Температура поверхности второго
аппарата, оС
|
25
|
Температура холодной воды, 0С
|
15
|
Температура смеси в барометрической
трубе, 0С
|
40
|
Температура воздуха,
0С
|
20
|
1.3 Обработка опытных данных
Рассчитываем материальный
баланс установки.
Для этого находим количество воды,
выпариваемой в первом корпусе по
формуле (1.1)
W1 = Gн (1 – ),
(1.1)
где Gн – количество исходного
раствора, кг/с;
Хн, Хк1 – концентрация исходного
и упаренного раствора после корпуса 1,
% масс.
При этом объемный расход исходной
смеси V, м3/с необходимо перевести
в массовый Gн, кг/с (1.2)
Gн = V • ?см,
(1.2)
где ?см – плотность исходной смеси,
кг/м3.
?см = , (1.3)
где ?гл – плотность исходного
раствора глицерина при 20?С, кг/м3;
?Н2О – плотность воды, кг/м3.
?см = = 1010 кг/м3
Gн = 0,055 • 10-3 • 1010 = 55,55 • 10-3
кг/с
W1 = 55,55 • 10-3 (1
– ) = 37,03
• 10-3 кг/с
Далее найдем количество
воды, выпариваемой во втором корпусе
по формуле (1.4)
W2 = Gк2 (1 – ),
(1.4)
где Gк2 – количество раствора,
поступающего из первого во второй корпус,
кг/с;
Хк2 – конечная концентрация раствора
во втором корпусе, % масс.
Gк2 = Gн – W1
(1.5)
Gк2 = 55,55 • 10-3 –
37,03 • 10-3 = 23,29 • 10-3 кг/с
W2 = 18,516 • 10-3 (1
–) = 4,63
• 10-3 кг/с
Далее определяем общее количество
воды, выпариваемой в первом и втором корпусах
(1.6)
W = W1 + W2 = Gн (1 – )
(1.6)
W = 37,03 • 10-3 + 4,63 • 10-3 = 55,55 • 10-3
(1 – ) = 41,66
• 10-3 кг/с
Далее определяем тепловой
баланс установки по корпусам.
Найдем расход тепла на выпаривание
в первом корпусе по уравнению (1.7)
Q1 = Qn1 + Qисп1 + Qпот1,
(1.7)
где Qn1 – количество тепла, затраченное
на нагрев исходного раствора от начальной
температуры tH
до температуры кипения tK1, Вт;
Qисп1 – количество тепла, которое
необходимо затратить на выпаривание
воды в первом корпусе, Вт;
Qпот1 – потери тепла в окружающую
среду первым корпусом установки, Вт.
Количество тепла, затраченное
на нагрев исходного раствора от начальной
температуры tH
до температуры кипения tK1, определяется
по уравнению (1.8)
Qn1 = Gн• Сн (tк1
– tн),
(1.8)
где Cн – удельная теплоемкость
исходного раствора, Дж/кг К.
Для расчета удельной теплоемкости
двухкомпонентных разбавленных водных
растворов (Х<2) пользуются приближенной
формулой (1.9)
Сн = 4190 (1 – Х),
(1.9)
где 4190 – удельная теплоемкость воды,
Дж/кг•К;
Х – концентрация растворенного вещества,
% масс.
Сн = 4190 (1 – 0,05) = 3980,5 Дж/кг•К
Qn1 = 55,55 • 10-3 • 3980,5 (130 –
20) = 24323 Вт
Количество тепла, которое необходимо
затратить на выпаривание воды в
первом корпусе находим по уравнению
(1.10)
Qисп1 = W1 • r1,
(1.10)
где r1 – удельная теплота парообразования
при давлении в корпусе 1, Дж/кг.
Qисп1 = 37,03 • 10-3 • 2208• 103
= 81762,2 Вт
Потери тепла в окружающую среду
первым корпусом установки можно
определить по уравнению (1.11)
Qпот1 = ?1• Fн1 (tст1
– tвозд),
(1.11)
где a1 – суммарный коэффициент теплоотдачи
от стенки аппарата к воздуху, Вт/м2
?С;
Fн1 – наружная поверхность выпарных
аппаратов (Fн1
= 1,92 м2);
tвозд., tст1
– температура воздуха и стенки аппарата,
оС.
Суммарный коэффициент теплоотдачи конвекцией
и излучением от стенки аппарата к воздуху
вычисляются по формуле (1.12)
?1 = 9,74 + 0,07 (tст1 – tвозд)
(1.12)
?1 = 9,74 + 0,07 (30 – 20)
= 10,44 Вт/м2 ?С
Qпот1 = 10,44 • 1,92 (30 – 20) = 200,4 Вт
Q1 = 24323 + 81762,2 + 200,4 = 106285,6 Вт
Затем найдем
расход тепла на выпаривание во втором
корпусе по уравнения (1.13)
Q2 = Qсамоисп + Qисп2 + Qпот2,
(1.13)
где Qсамоисп – количество теплоты,
выделяющееся при охлаждении выпариваемого
раствора от температуры кипения в
первом корпусе tK1 до температуры
кипения tK2 во втором корпусе, Вт;
Qисп2 – Количество тепла, затраченное
на испарение воды во втором корпусе, Вт;
Qпот2 – потери тепла в окружающую
среду вторым корпусом установки, Вт.
Количество тепла, затраченное
на нагрев исходного раствора от начальной
температуры tH
до температуры кипения tK1, определяется
по уравнению (1.14)
Qсамоисп= Gк1• Ск1 (tк2
– tк1),
(1.14)
где Ск1 - удельная теплоемкость
раствора, поступающего из первого во
второй корпус, Дж/кг К.
Ск1 = 4190 (1 – 0,15) = 3561,5
Qсамоисп= 18,516 • 10-3 • 3561,5 (80 –
130) = –3297,2 Вт
Количество тепла, затраченное
на испарение воды во втором корпусе
(1.15)
Qисп2 = W2 • r2,
(1.15)
где r2 - удельная теплота парообразования при
давлении во втором корпусе, Дж/кг.
Qисп2 = 4,63 • 10-3 • 2336• 103
= 10815,7 Вт
Потери тепла в окружающую среду
вторым корпусом установки можно
определить по уравнениям (1.16)
Qпот2 = ?1• Fн2 (tст2
– tвозд),
(1.16)
где a2 – суммарный коэффициент теплоотдачи
от стенки аппарата к воздуху, Вт/м2
?С;
Fн2 – наружная поверхность выпарных
аппаратов (Fн1
= 1,92 м2);
tвозд., tст2
– температура воздуха и стенки аппарата,
оС.
Суммарный коэффициент теплоотдачи конвекцией
и излучением от стенки аппарата к воздуху
вычисляются по формуле (1.17)
?2 = 9,74 + 0,07 (tст2 – tвозд)
(1.17)
?2 = 9,74 + 0,07 (25 – 20)
= 10,09 Вт/м2 ?С
Qпот2 = 10,09 • 1,92 (25 – 20) = 96,9 Вт
Q2 = –3297,2 + 10815,7 + 96,9 = 7615,4 Вт
Далее находим коэффициенты
теплопередачи по корпусам.
Коэффициенты теплопередачи определяют
из основного уравнения теплопередачи
для выпаривания (1.18)
,
(1.18)
где Q – расход тепла на выпаривание в
корпусе, Вт;
k – коэффициент теплопередачи, Вт/м2
К;
F – поверхность теплообмена, м2;
? tпол – полезная разность
температур (движущая сила процесса), ?С.
Определяем коэффициент теплопередачи
для первого корпуса по формуле (1.19)
и т.д................. |
|
|
* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.
|
|
|
|
|
|
|
