Оформление пояснительной записки

Методическое пособие

По расчету 3-х корпусной выпарной установки

по курсу «Процессы и аппараты пищевых производств», «Процессы и аппараты химических технологий»

 

 

Составители: Хантургаев А.Г

Ямпилов С.С.

Хантургаева Г.И.

Блекус В.Г.

Полякова Л.Е.

Норбоева Л.К.

Хараев Г.И.

Цыбенов Ж.Б.

 

Улан-Удэ, 2006

 

 

 

 

 

ББК 20.18

 

Рецензенты: Ю.А. Сергеев, к.т.н., проф. БГСХА

им. В.Р. Филиппова

В.Д. Данзанов, к.т.н., доц. ВСГТУ

 

 

Авторы: Хантургаев А.Г Ямпилов С.С.

Хантургаева Г.И. Блекус В.Г.

Полякова Л.Е. Норбоева Л.К.

Хараев Г.И. Цыбенов Ж.Б.

 

 

Методическое пособие по расчету 3-х корпусной выпарной установки по курсу «Процессы и аппараты пищевых производств», «Процессы и аппараты химических технологий» / А.Г. Хантургаев, С.С. Ямпилов, Л.К. Норбоева и др.:

 

Методическое пособие. - Улан-Удэ, ИПЦ ВСГТУ, 2006. 57 с.

 

В методическом пособии дан принцип расчета 3-х корпусной выпарной установки. Приведены уравнения, справочные данные и рекомендации по подбору аппаратов различных конструкций.

Пособие предназначено для студентов механико-технологических специальностей высших и средних специальных учебных заведений в помощь при выполнении курсового проекта по курсу «Процессы и аппараты пищевых производств», «Процессы и аппараты химических технологий».

 

 

ББК 20.18

© Хантургаев А.Г. с соавт., 2006 г.

© ВСГТУ, 2006 г.

ВВЕДЕНИЕ

Проект по процессам и аппаратам химической, биохимической и пищевой технологии является завершающим этапом работы студентов над курсом. Курсовой проект включает расчет типовой выпарной установки и её графическое оформление. В период работы над проектом студент знакомится с действующими ГОСТами, ОСТами, нормалями, справочной литературой, приобретает навыки выбора аппаратуры и технико – экономических обоснований, оформления технической документации.

В приложении приведены таблицы некоторых физических свойств водных растворов, ГОСТы и нормативные материалы, необходимые для выполнения проекта.

 

СОДЕРЖАНИЕ И ОБЪЕМ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Курсовой проект по процессам и аппаратам состоит из пояснительной записки и графической части. Ниже приведены содержание и объем курсового проекта, порядок оформления технической документации, требование при защите проекта.

Содержание пояснительной записки. В пояснительную записку к курсовому проекту следует включать все исходные, расчетные и графические (вспомогательные) материалы и оформлять её в определенной последовательности:

1. Титульный лист.

2. Бланк задания на проектирование.

3. Оглавление (содержание).

4. Введение.

5. Технологическая схема установки и её описание.

6. Технологический расчет аппаратов.

7. Расчет или подбор вспомогательного оборудования.

8. Заключение (Выводы и предложения).

9. Список использованной литературы.

 

Оформление пояснительной записки

В этом разделе необходимо кратко описать сущность и назначение данного процесса, сравнительную характеристику аппаратов для его осуществления и обосновать выбор конструкции основного аппарата. Необходимо также указать роль и место в народном хозяйстве отрасли – потребителя продукта, получение которого обусловлено заданием на проектирование.

Технологическая схема установки. Приводится принципиальная схема установки и ее описание с указанием позиций (номеров аппаратов). На схеме проставляются стрелки, указывающие направление всех потоков, значения их расходов, температур и других параметров. Примеры графического исполнения технологических схем приведены в приложении.

Выбор конструкционного материала аппаратов. В этом разделе проекта необходимо привести данные по обоснованию выбора материала, из которого будет изготовляться аппаратура, входящая в технологическую схему установки, с учетом скорости коррозии материала в данной среде, его механических и теплофизических свойств.

Технологический расчет аппаратов. Задачей этого раздела проекта является расчет основных размеров аппаратов (диаметра, высоты, поверхности теплопередачи и т. д.). Для проведения технологического расчета необходимо предварительно найти по справочникам физико – химические свойства перерабатываемых веществ (плотность, вязкость и т.п.), составить материальные и тепловые балансы. Затем на основе анализа литературных данных и рекомендаций данного пособия выбирается методика расчета размеров аппаратов.

Расчет или подбор вспомагательного оборудования. В этом разделе проекта, по рекомендуемой литературе, по каталогам и ГОСТам, рассчитываются и подбираются: объемы и размеры емкостей для исходного и упаренного растворов; диаметры трубопроводов и штуцеров; конденсатоотводчики; поверхность теплообменника подогревателя.

Заключение. (выводы и предложения). Заканчивая расчетную часть

 

проекта, студент должен дать анализ полученным результатам, их соответствия заданию на проект, высказать соображения о возможных путях совершенствования данного процесса и его аппаратурного оформления.

Список использованной литературы. Литературные источники, которые использовались при составлении пояснительной записки, располагаются в порядке упоминания их в тексте или по алфавиту (по фамилии первого автора работы). Сведения о книгах должны включать: фамилию и инициалы автора, название книги, место издания, издательство, год издания, число страниц. Например: Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М., Химия, 1973. 752 с.

Пояснительная записка оформляется на стандартных листах бумаги (формат А4). Текстовые материалы набираются на компьютере. Расстояние от края листа до границы текста должно быть: слева – 35 мм., справа – 10 мм., сверху и снизу – не менее 20 мм..

На заглавном листе основная надпись выполняется по форме 2 (рис.1).

 

 

 

ВЫПАРИВАНИЕ

Общие сведения

Выпариванием называется концентрирование растворов прак­тически нелетучих или малолетучих веществ в жидких летучих растворителях.

Выпариванию подвергают растворы твердых веществ (водные раство­ры щелочей, солей и др.), а также высококипящие жидкости, обладающие при температуре выпаривания весьма малым давлением пара — некото­рые минеральные и органические кислоты, многоатомные спирты и др. Выпаривание иногда применяют также для выделения растворителя в чистом виде: при опреснении морской воды выпариванием образующийся из нее водяной пар конденсируют и воду используют для питьевых или технических целей.)

При выпаривании обычно осуществляется частичное удаление раство­рителя из всего объема раствора при его температуре кипения. Поэтому выпаривание принципиально отличается от испарения, которое, как из­вестно, происходит с поверхности раствора при любых температурах ниже температуры кипения. В ряде случаев выпаренный раствор подвергают последующей кристаллизации в выпарных аппаратах, специально приспособленных для этих целей.

Получение высококонцентрированных растворов, практически сухих и кристаллических продуктов облегчает и удешевляет их перевозку и хранение.)

Тепло для выпаривания можно подводить любыми теплоносителями, применяемыми при нагревании. Однако в подавляющем большинстве слу­чаев в качестве греющего агента при выпаривании используют водяной пар, который называют греющим, или первичным.

Первичным служит либо пар, получаемый из парогенератора,

либо отработанный пар, или пар промежуточного отбора паровых турбин.

Пар, образующийся при выпаривании кипящего раствора, называет­ся вторичным.

Тепло, необходимое для выпаривания раствора, обычно подводится через стенку, отделяющую теплоноситель от раствора. В некоторых про­изводствах концентрирование растворов осуществляют при непосредст­венном соприкосновении выпариваемого раствора с топочными газами или другими газообразными теплоносителями.

Процессы выпаривания проводят под вакуумом, при повышенном и атмосферном давлениях. Выбор давления связан со свойствами выпари­ваемого раствора и возможностью использования тепла вторичного пара.

Выпаривание под вакуумом имеет определенные преимущества перед выпариванием при атмосферном давлении, несмотря на то что теплота испарения раствора несколько возрастает с понижением давления и соответственно увеличивается расход пара на выпаривание 1 кг раство­рителя (воды).

При выпаривании под вакуумом становится возможным проводить процесс при более низких температурах, что важно в случае концентри­рования растворов веществ, склонных к разложению при повышенных температурах. Кроме того, при разрежении увеличивается полезная разность температур между греющим агентом и раствором, что позволяет уменьшить поверхность нагрева аппарата (при прочих равных условиях). В случае одинаковой полезной разности температур при выпаривании под вакуумом можно использовать греющий агент более низких рабочих параметров (температура и давление). Вследствие этого выпаривание под вакуумом широко применяют для концентрирования высококипящих растворов, например растворов щелочей, а также для концентрирования растворов с использованием теплоносителя (пара) невысоких параметров.

Применение вакуума дает возможность использовать в качест

ве грею­щего агента, кроме первичного пара, вторичный пар самой выпарной установки, что снижает расход первичного грею чего пара. Вместе с тем при применении вакуума удорожается выпарная установка, поскольку требуются дополнительные затраты на устройства для создания вакуума (конденсаторы, ловушки, вакуум-насосы), а также увеличи­ваются эксплуотационные расходы.

При выпаривании под давлением выше атмосферног о также можно использовать вторичный пар как для выпаривания, так и для других нужд, не связанных с процессом выпаривания.

Вторичной пар, отбираемый на сторону, называют э к с т р а -паром. Отбор экстра-пара при выпаривании под избыточным давле­нием позволяет лучше использовать тепло, чем при выпаривании под вакуумом. Однако выпаривание под избыточным давлением сопряжено с повышением температуры кипения раствора. Поэтому данный способ применяется лишь для выпаривания термически стойких веществ. Кроме того, для выпаривания под давлением необходимы греющие агенты с бо­лее высокой температурой.

При выпаривании под атмосферным давлением вто­ричный пар не используется и обычно удаляется в атмосферу. Такой способ выпаривания является наиболее простым, но наименее эконо­мичным.

Выпаривание под атмосферным давлением, а иногда и выпаривание под вакуумом проводят в одиночных выпарных аппаратах (однокорпусных выпарных установках). Однако наиболее распространены многокорпусные выпарные установки, состоящие из несколь­ких выпарных аппаратов, или корпусов, в которых вторичный пар каж­дого предыдущего корпуса направляется в качестве греющего в последую­щий корпус. При этом давление в последовательно соединенных (по ходу выпариваемого раствора) корпусах снижается таким образом, чтобы обе­спечить разность температур между вторичным паром из преды

дущего корпуса и раствором, кипящим в данном корпусе, т. е. создать необхо­димую движущую силу процесса выпаривания. В этих установках пер­вичным паром обогревается только первый корпус. Следовательно, в многокорпусных выпарных установках достигается значительная эко­номия первичного пара по сравнению с однокорпусными установками той же производительности.