Реферат: Проект трехкорпусной выпарной установки для концентрирования Gн=4,2 кг/с цельного молока
Поверхность теплопередачи каждого корпуса выпарной установки определяют по основному уравнению теплопередачи:F=Q/(K*Vtn)
Для определения тепловых нагрузок Q, коэффициентов теплопередачи K и полезных разностей температур Vtn необходимо знать распределение упариваемой воды, концентрации растворов и их температур кипения по корпусам. Эти величины находят методом последовательных приближений.
Первое приближение.
Производительность установки по выпариваемой воде определяют из уравнения материального баланса:W=Gн*(1-Xн/Xк)=4,2*(1-11/53)=3,33 кг/с
- Концентрации упариваемого раствора
Принимаем, на основании практических данных:
w1:w2=1,0; 1,1.
Тогда: w1=1,0*W/(1,0+1,1)=1,58 кг/с.
w2=1,1*W/(1,0+1,1)=1,74 кг/с.
Концентрации растворов в корпусах:
X1=Gн*Xн/(Gн-w1)=4,2*0,11/(4,2-1,58)=0,176=17,6%
Xк=X2= Gн*Xн/(Gн-w1-w2)=4,2*0,11/(4,2-1,58-1,74)=0,53=53%
- Температуры кипения растворов
Общий перепад давлений в установке:
VPоб=Pг1-Pбк=107,8-18,2=89,6 кПа.
Давление греющих паров в корпусах:
Pг1=107,8 кПа.
Pг2= Pг1- Vpоб/2=107,8-89,6/2=63кПа.
Pбк= Pг2- Vpоб/2=63-89,6/2=18,2кПа.
По давления паров находим их температуры и энтальпии:
-
Р, кПа t, оС
I, кДж/кг Pг1=107,8 tг1=102 Iг1=2679,5 Pг2=63 tг2=87 Iг2=2654,3 Pбк=18,2 tбк=58 Iбк=2605,4
Температура кипения молока в корпусе отличается от температуры греющего пара в последующем корпусе на сумму температурных потерь {V от температурной (V'), гидростатической (V'') и гидродинамической (V''') депрессий ({V=V'+V''+V''').
Гидродинамическая депрессия обусловлена потерей давления пара на преодоление гидравлических сопротивлений трубопроводов при переходе из корпуса в корпус.
Примем V'''=1, тогда температуры вторичных паров:
tвп1= tг2+ V'''=87+1=88 оС
tвп2= tбк+ V'''=58+1=59 оС
Сумма гидродинамических депрессий:
{ V'''= V''' + V'''=1+1=2
По температурам вторичных паров определим их давления и теплоты парообразования:
Pвп1=65кПа; Pвп2=19,05кПа; r1=2287,6 Дж/кг; r2=2360,1 Дж/кг
Поверхность теплоотдачи 1-го корпуса (ориентировочно):