Курсовая работа: Расчет вакуумно-выпарной установки

где D – расход греющего пара, кг/с;

G – расход суспензии, кг/с;

W – количество выпаренной воды, кг/с;

Е – количество отбираемого экстра-пара, кг/с;

с – теплоёмкость дрожжевой суспензии, кДж/(кг*с);

- теплосодержание первичного пара, кДж/кг;

i – теплосодержание вторичного пара, кДж/кг;

- теплосодержание конденсата, кДж/кг.

2.2 Расчёт температурных потерь и температур кипения по корпусам

Различают следующие температурные потери: температурная депрессия , потери от гидравлических сопротивлений и потери от гидростатического эффекта .

Величина повышения температуры кипения раствора по сравнению с температурой кипения чистого растворителя при том же давлении называется температурной депрессией. В нашем случае добавки солей в ферментёры производятся согласно балансовым количествам и затрачиваются, в основном, на обеспечение жизнедеятельности микроорганизмов. Поэтому в суспензии, поступающей на выпарку, концентрация солей крайне мала и практически равна нулю.

Температурные потери от гидравлических сопротивлений возникают при движении вторичных паров на участке сепаратор первого корпуса – греющая камера второго корпуса и сепаратор второго корпуса – барометрический конденсатор. Они вызваны падением давления пара из-за гидравлического сопротивления паропровода. Чаще всего принимают без расчёта в интервале 0,5 – 1,5 ^о С (примем =0,5 ^о С).

Температурные потери от гидростатического эффекта объясняются изменением давления по высоте кипятильных труб.

Для расчёта сначала принимаются температуры конденсации вторичных паров по корпусам. Для первого корпуса выбираем = 90 ^о С (исходя из особенностей выпаривания дрожжевой суспензии) и для второго корпуса определяется по паровым таблицам [8, с. 548 – 550] в зависимости от р_В . Для р_В = 0,23 атм определяем = 63,5 ^о С. Затем по этим температурам, с учётом гидравлических депрессий, рассчитываем температуры кипения суспензии в сепараторах:

^о С, (5)

^о С. (6)

По значениям t₁ и t₂ определяются давления в сепараторах р₁ и р₂ по паровым таблицам :

атм =Па,

атм = Па.

Поскольку температура кипения суспензии в выпарных аппаратах переменна по высоте труб, то среднюю температуру кипения обычно определяют на середине высоты греющих труб с учётом гидростатического давления. Для этого рассчитывают давление в среднем слое выпариваемой суспензии, например, для первого корпуса:

, Па (7)

где - плотность суспензии при температуре t₁ (определяется графически

при концентрации х₁ ), кг/м³ ;

g – ускорение свободного падения, м/с² ;

Н – высота от верхнего уровня жидкости в сепараторе до середины

греющих труб, м (по [1] определяем Н = 5,5 м).

.

По паровым таблицам определяем

t_кип1 =97^о С.