Проект двохкорпусної випарної установки для концентрування яблучного соку (стр. 5 из 7)

⁰С

⁰С

Перевіряємо результат:

⁰С

Температура кипіння соку біля середини гріющих труб

t_cp1=tn-

в першому корпусі:

t_cp1=111–12.9=98.1⁰C

в другому корпусі:

t_cp2=100–18.5=81.5⁰C

Температура кипіння біля верхнього шару в першому корпусі:

t_p1= t_cp1-

=98.1–2.75=95.35⁰C

в другому корпусі:

t_p2=81.5–5.75=75.75⁰C

Температура гріючої пари у другому корпусі:

tn=94.65–1=93.65⁰C

Тепловий розрахунок

Тепловий баланс

Q4

Q1Q6

Q2Q5

Q3

При тепловому розрахунку БВУ тепловий баланс складається для кожного корпусу окремо:

Q₁+Q₂=Q₃+Q₄+Q₅+Q₆, (10)

Q₁=D×I

Q₂=S×c₁×t₁

Q₃=S×c₂×t₂-W×c_в×t₂

Q₄=W×i

Q₅=D×c_k×t_k

Q₆= Q_н.с

де Q₁ – кількість тепла, що надходить з первинної гріючою парою, Вт; Q₂-тепло, що надходить з квасним суслом, Вт; Q₃ – тепло, що виходить з апарата разом з концентратом квасного сусла, Вт; Q₄- – тепло, що виходить з апарата разом з вторинною парою, Вт; Q₅ – тепло, що виходить з апарата з конденсатом гріючої пари, Вт; Q₆ – тепло, що виходить з апарата у навколишнє середовище, Вт.

Розрахунок коефіцієнта теплопередачі

Коефіцієнт теплопередачі розраховуємо за формулою, для першого корпуса:

Визначення теплового навантаження

Розраховуємо коефіцієнт випарювання за формулою [1, Ст66, V.18]:

де

– ентальпія відповідно гріючого пара, конденсату і вторинного пара, Дж/кг;

для першого корпуса:

для другого корпуса:

Розраховуємо коефіцієнт само випаровування за формулою [1, Ст66, V19]:

де t_pi – температура кипіння? ⁰C;

С_wС_p – теплоємність розчинника і розчину, Дж/(кгК)

для першого корпуса:

для другого корпуса:

Сумарні розрахунки коефіцієнтів які входять до складу рівнянь І.А. Тищенка, знаходимо за формулами:

Х=2 -

=2–0,03=1,97

Z=1

Для розрахунку коефіцієнта інжекції приймаємо ступінь сухості пари рівний 0,95. Тоді ентальпія її в першому корпусі складає при тиску 892500Н/м²

По i-s діаграмі визначаємо теплові перепади h1=503800Дж/кг; h2=109439Дж/кг

Коефіцієнт інжекції розраховуємо за рівнянням [1, Ст76, V.88], при А=0,81

;

де h1 – адіабатичний тепловий перепад;

Ентальпія пари, що виходить із інжектора при тиску 58039 згідно формулі [1, Ст76, V.89]:

де – ентальпія відносно робочого і вторинного пара;

Проведемо на і-s діаграмі лінію для даного значення ентальпії і знаходимо

Параметри	І – корпус	ІІ – корпус
Концентрація соку В, %	10	40
Температура граючої пари tn,0С	111	93,65
Полезна різниця температур ,0С	12,9	18,5
Температура кипіння розчину біля середини гріючих труб tср,0С	98,1	81,5
Гідростатичні втрати ,0С	2,75	5,75
Температура кипіння розчину біля верхнього рівня tр, 0С	95,35	75,75
Депресійні втрати ,0С	0,7	1,4
Температура вторичної пари tвm, 0С	94,65	74,35
Втрати температури по корпусах С, 0С	1	1
Тиски граючої пари Р мПа	0,15	0,1
Ентальпія гріючої пари Дж/кг	2693812	2675123
Ентальпія конденсату , Дж/кг	447532	398593
Ентальпія вторичної пари і, Дж/кг	2677321	2647529
Тиск вторинної пари Рвт мПа	0,106	0,053
Теплоємність соку С Дж/кг	3695	3604

ентальпія:

Оскільки відрізняється від , зробимо нову побудову для . Для цього на і-s діаграмі проведемо лінію для даного значення ентальпії і знайдемо =94400Дж/кг. При такому значені:

а ентальпія:

Приймаємо для подальших розрахунків коефіцієнт інжекції U=0,872, витрата гострої пари згідно рівняння [1, Ст76, V.80]:

Кількість вторинної пари що поступає на інжекцію знаходимо за формулою [1, Ст75, V.79]:

Якщо вести упарювання без інжекції, то витрата пари в першому корпусі становить:

Кількість граючої пари що іде в перший корпус знаходимо за формулою[1, Ст80, V.81]:

А кількість води випариної в першому корпусі – із рівняння [1, Ст80, V.81]:

Кількість граючої пари у другому корпусі згідно рівняння:

Кількість води випареної у другому корпусі складає:

Загальна кількість води випареної в двох корпусах:

Кількість теплоти, що передається через поверхню нагріву першого корпуса:

Розрахунок поверхні теплопередачі

Поверхня теплопередачі першого корпуса:

Конструкційний розрахунок

Число трубок

Діаметр внутрішньої трубки d=0,04 м

Діаметр зовнішньої трубки d_з=0,043 м, тоді

Де t – крок між трубами,