Файл: Курсач.doc

25. Паросепаратор – выдерживатель предназначен для отделения пара при выдувании, конструктивно представляет собой выдерживатель уменьшенного объема для выдерживания массы. Объем рассчитан на выдержку массы в течение 15-20 минут с целью выравнивания возможной неравномерности разваривания сырья.

Объем аппарата составит, м3:

V =G×τ/ρ × 24×φ ,

где G – количество разваренной массы, кг;

τ - время пребывания, 20-60 минут;

ρ- плотность разваренной массы, кг/м3;

φ - коэффициент заполнения, j = 0,3 – 0,4.

V=10807,6*30/1028*0,4*24=32,8 м³

При круглом сечении аппарата его сечение определяется по формуле, м2:

F =π*D²/4 ,

где F – сечение аппарата, м2;

D принимается по технической характеристике выдерживателя-паросепаратора.

F=3,14*1,7²/4=2,27

Скорость перемещения продукта определяется из формулы

F=G/3600 × ρ ×W,

где W – скорость перемещения продукта, 0,3 м/с.

W =10807,6/3600*1028*0,3=0,006

Длина рабочей части аппарата

L = W × t.

L=0,3*30=9 м

Тогда общая высота аппарата, м:

Н =L/φ ,

где φ - коэффициент заполнения, j = 0,35 – 0,4.

H=9/0,4=22,5

Принимаем паросепаратор – выдерживатель со следующими техническими характеристиками

Объем, м3 11,5

Масса, кг 2744

Габаритные размеры, мм 5870 х 3185 х 2450

26. Вакуум – осахариватель

Охлаждение разваренной массы с целью интенсификации этого процесса производят под вакуумом. При этом из массы благодаря самоиспарению выделяется пар, на образование которого затрачивается тепло разваренной массы, в результате чего масса охлаждается. Охлаждение массы происходит практически мгновенно, что создает оптимальные и стабильные условия для осахаривания.

Объем осахаривателей при вакуум-охлаждении рассчитывается исходя из времени пребывания в нем массы 5 минут. Отношение высоты к диаметру 1,2-1,25. Объем осахаривателей первой ступени определяется из расчета пребывания в нем массы 30-60 минут; коэффициент заполнения равен 0,8. Минимальный объем осахаривателя первой ступени 3м3. Поверхность теплообмена змеевика может быть определена из условия 4м2 на 1м3 разваренной массы, проходящей за 1 час через осахариватель. Скорость воды в змеевике 0,8 – 1 м/сек. Высота цилиндрической части аппарата принимается равной 0,5 диаметра осахаривателя.

Объем осахаривателя определяется по следующей формуле:

V=G*τ/ρ*φ,

Где G – количество разваренной массы, кг;

t– время пребывания массы , ч;

ρ – плотность массы, кг/м³;

φ – коэффициент заполнения.

V=10807,6*0,5/1028*0,8=6,57 м³

V массы=0,1138*2000/24=9,5 м³/ч.

Поверхность теплообменника змеевика:

F=9,5*4/1=37,9 м².

Техническая характеристика осахаривателя

Тип СП-373

Общий объем, м³ 4,75

Диаметр, мм 1500

Давление абсолютное 0,2Па

Количество, шт 1

Мощность установленного электродвигателя, кВт 1,5

Частота вращения мешалки, об/мин 50

Масса, кг 112

Габаритные размеры, мм 2800*1962*1660

27.Конденсатор барометрический. В конденсаторе пар, выделившийся в испарительной камере, смешивается с водой.

Количество вторичного пара, выделяющегося в испарительной камере, рассчитывается по уравнениям:

Gп = Gм × c × (tk – tн)/r-ctн,

где tК и tн – начальная и конечная температура среды, ˚С;

с – удельная теплоемкость продукта, кДж/кг·˚С;

Gм – количество продукта, кг;

r– скрытая теплота парообразования, кДж/кг.

Gп=10807,6*3,63*(102-58)/(2255,2-3,63*58)=844,24 кг/ч

Расход воды на конденсацию пара в конденсаторе, кг:

W = Д *( i- св* tв)/ cв*( tб-t1 ),

где Д- количество пара, поступающего в конденсатор, кг/ч;

i – теплосодержание пара, кДж/кг;

t1 – температура поступающей воды, оС;

св – удельная теплоемкость воды; сВ = 4,1868 кДж/кг×град;

tб – температура уходящей из конденсатора воды, оС.

Температуру tб принимаем ниже температуры поступающего пара в состоянии насыщения на 2-3 град.

W=570,15*(2604,46-4,1868*55)/4,1868*(55-20)=9237,5 кг/ч

Удельный расход воды

g =W/Д,

g=9237,5/570,15=16,2 кг/кг.

Количество несконденсирующихся газов определяют по эмпирической формуле, кг/ч:

ДТ = 0,000025·W + 0,008025·Д.

ДТ =0,000025*9237,5+0,00802025*570,15=4,806 кг/ч

Температуру несконденсирующихся газов также определяют по

эмпирической формуле, ºС:

t2 = 0,9 × t1 + 0,1× tБ + 4.

t2=0,9*20+0,1*55+4=27,5 ˚С

Диаметр конденсатора определяется из уравнения расхода пара, м:

Д × Vп = π×d²/4 Wп*φ;

где Д – расход пара через сечение конденсатора, кг/с;

Vп – удельный объем сухого насыщенного пара, м3/кг при температуре насыщения, соответствующей разрежению 80-81кг/м2;

Wп– допустимая скорость пара в конденсаторе, принимается равной 35-55м/с;

φ - коэффициент, учитывающий свободное сечение конденсатора

для прохода пара, принимается 0,3-0,33.

==0,6 м

Количество полок в конденсаторе принимается равным 6, расстояние между полками определяется как 0,4, тогда общая высота конденсатора:

Н = 0,4 × d × (n – 1) + h1 + h2,

где n – число полокконденсатора;

h1 – расстояние от верхней полки до верхнего днища, м h1 = 0,7м;

h2 – расстояние от нижнего днища до нижней полки, м h2 = 0,4м.

Н=0,4*0,6(6-1)+0,7+0,4=2,3 м

Диаметр барометрической трубы принимается исходя из скорости движения в ней воды Wб=1м/с.

Dв=

Dв=1,86 м

Общая высота барометрической трубы, м:

НБ = Н0 + Н1,

где Н0 – высота столба воды, соответствующая создаваемому в конденсаторе разряжению, м:

Н0 = 10,33 ×b/760 ,

где b - разряжение в конденсаторе, Па;

Н1 - часть высоты барометрической трубы, складывающаяся из высоты на возможные колебания уровня, высоты напора для преодоления гидравлических сопротивлений, высоты трубы, погруженной под уровень в сборнике воды, м; Н1 = 1,7 – 1,9м.

H0=10,33*735,9/760=10 м,

Hб=10+1,8=11,8 м

Техническая характеристика барометрического конденсатора

Объем, м3 2,5

Масса, кг 915,5

Габаритные размеры, мм 2765 х 1755 х 1392

28. Сборник для барометрической воды

Принимаем сборник со следующими техническими характеристиками

Объем, м3 1,25

Масса, кг 227

Габаритные размеры, мм 2245 х 1180 х 1100

29.Насос водокольцевой

Принимаем водокольцевой насос, который обладает положительными качествами поршневых и центробежных насосов, отличается компактностью, простотой конструкции и имеет следующие технические характеристики:

Тип ВВН – 3

Производительность, м³/мин 3,2

Мощность электродвигателя, кВт 5,56

Количество, шт 2

30. Ловушка

Принимаем согласно позиции 15.

31. Насос плунжерный

Производительность насоса рассчитываем, исходя из производительности вакуум – осахаривателя.

G=4,75*60/30=9,5 м³/ч

Принимаем насос согласно позиции 22.

32. Теплообменник типа “труба в трубе”

Осахаренная масса охлаждается в теплообменнике типа «труба в трубе». По внутренней трубе движется масса по кольцевому сечению, между внутренней и наружной трубами движется вода. Движение массы и воды противоточные. Задачей расчета является определение охлаждающей воды и поверхности охлаждения. Количество тепла, отводимого от охлаждаемой массы, Вт:

Q = Gм × cм× (t1 - t2 ) ,

где Gм – количество массы, кг/ч;

сМ – удельная теплоемкость массы, кДж/кг×град;

t1 и t2 – начальная и конечная температура массы, ºС.

Q=10807,6*3,63*(58-30)=1098к Вт

Расход охлаждающей воды

W =Q/( t’2 –t’1 )*c’,

где t’2 - температура воды, уходящей из теплообменника, ºС; принимается температура на 10-15ºС ниже температуры массы, поступающей на охлаждение;

t’1 - температура воды, поступающей на охлаждение, ºС; принимается температура на 5 ºС ниже температуры, с которой масса уходит из теплообменника, температура массы после охлаждения равна температуре “складки”; с’ - удельная теплоемкость воды; с’= 4,1868 кДж/кг×град;

W=201,15/4,16868(48-25)=2,08 кг/с.

Поверхность охлаждения теплообменника, м2:

F = Q/ к ×Δt,

где Q – тепловая нагрузка на теплообменник, Вт;

к – коэффициент теплопередачи, Вт/м2×град;

Δt - средняя разность температур при противоточном движении массы и охлаждающей воды, ºС: