Проект двохкорпусної випарної установки для концентрування яблучного соку (стр. 6 из 7)

K – коефіцієнт використання трубної дошки, К=0,7…0,9

dц

Dk=

Товщина трубної решітки, стальної

Об’єм простору вторинної пари

А – напруга парового простору, Приймаємо А = 1500 м³/(м³ч)

ρ – густина вториної пари = 0,2166 м³/кг

= 0,08728 м³/кг

W1=533 кг/год

W2=587 кг/год

V1

Приймаємо діаметр парового простору рівним діаметру корпуса апарата, знайдемо висоту:

Важливим показником роботи випарних установок є швидкість витання краплини в паровому просторі, час знаходження в ньому пари і швидкість пари.

Швидкість витання краплини:

Де

– коефіцієнт опору який при Re< 500 дорівнює

dk – діаметр краплини

Re =

Швидкість пари в над соковому просторі:

Для нормальної роботи установки, необхідно, щоб дотримувалась умоваvв>vn

Патрубки розраховуємо за формулою

Де G – кількість рідини

w – швидкість руху рідини

для входу розчину в апарат:

Для виходу розчину з апарату:

Для входу грійної пари:

Для входу вторинної пари:

Для виходу конденсату:

Гідравлічний розрахунок

Де

– об’ємна витрата рідини

– перепад тиску в апараті

– ККД насоса

;

Де

- коефіцієнт опору тертя, l – довжина труби (м), d – діаметр труби(м), – коефіцієнт місцевого опору, w – швидкість руху рідини.

Коефіцієнт опору тертя при ламінарному русі потоку (Re<2320) знаходять за формулою:

;

При 2320 < Re<4000

При турбулентному русі в гідравлічно гладких трубах

(4000 < Re < 20

) (Re<10⁵) або

де - відношення діаметра трубопроводу до середньої висоти виступів шорсткості. При турбулентному русі в гідравлічно шорстких трубах (20 <Re<500 ), коефіцієнт залежить від критерію Рейнольда і від шорсткості труб, його можна визначити за формулою:

або

Для наближення розрахунків можна приймати наступні значення абсолютної шорсткості: труби стальної нові – 0,06–0,1

Визначаємо коефіцієнт Рейнольда

;

- знаходимо за формулою ;

- в’язкість соку.

С – концентрація, t – температура соку.

Отже 20 Re<500

Використовуємо формулу

,

Розрахунок теплової ізоляції

Товщину теплової ізоляції

знаходимо із рівності питомих теплових потоків через шар ізоляції від поверхні ізоляції в навколишнє середовище

Де

- коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої поверхні ізоляційного матеріалу в навколишнє середовище Bm/(м²К)

tcm2 – температура ізоляції зі сторони навколишнього середовища; для апаратів які працюють у закритому приміщені, вибирають в межах 35–45⁰С,

tcm1 – температура ізоляції зі сторони апарата, приймають рівною температурі граючої пари tr1, тому, що термічний опір стінки апарату в порівнянні з термічним опором шару ізоляції незначний, tв – температура навколишнього середовища,

- коефіцієнт термопровідності ізоляційного матеріалу

Розрахуємо товщину теплової ізоляції для першого корпусу

Приймаємо товщину теплової ізоляції 0,036 м і для другого корпуса.

Техніко-економічний показник роботи апарата

Вартість 1м² поверхні теплообміну

Вартість 1м² поверхні стінки

1кВт електроенергії = 60 коп.=0,6 грн-Се

Площа стінки

Вартість стінки

Вартість поверхні теплообміну

Річні амортизаційні витрати

Де N – Потужність насосу кВт,

Се – Вартість 1кВт/год електроенергії

– Кількість годин роботи випарної установки

– коефіцієнт амортизації = 0,48

304

0,08=24

Річні амортизаційні витрати

10520

0,08=841,6 грн/рік

841,6+24=865 – сумарні амортизаційні витрати річні

10520+304=10824 грн

10824+865=11689 грн

Умови безпечної експлуатації спроектованого апарата і питання екології

Експлуатація випарних установок ведеться згідно з інструкцією, яку затвердив головний інженер підприємства.