Процесы и апараты

Автор: Пользователь скрыл имя, 11 Февраля 2013 в 19:52, курсовая работа

Краткое описание

Любий технологічний процес, не дивлячись на різність методів, являє собою ряд взаємопов’язаних типових технологічних стадій, які протікають в апаратурі даного класу. Раціональне й ефективне використання теплової енергії на сьогодні є важливим фактором у виборі стратегії технічного і технологічного переозброєння підприємства.

Файлы: 1 файл

полный курсач.docx

— 220.22 Кб (Скачать)


с=с123=1,5+0+0=1,5 мм,                 (2.34)

де  с1 – збільшення для компенсації корозії й ерозії, мм;

с2 и с3 – збільшення для компенсації мінусового допуску і технологічне збільшення відповідно (згідно вимог ГОСТ 14249-89 враховуються у випадку, коли їх сумарне значення перевищує 5% номінальної товщини листа), мм.

с1=Пt=0,1×15=1,5 мм,                  (2.35)

де  П – корозійна проникність матеріалу, мм/год;

t – термін служби апарата, років.

     Відповідно до наведених у ГСТУ 3-17-191-2000 значень мінімальних товщин стінок обичайок та днищ приймається s=5,0 мм.

Допускаемий внутрішній надлишковий тиск [р], МПа:

МПа.              (2.36)

2.4.3 Умова застосування розрахункових формул (для обичайок та труб при D³200 мм):

,                  (2.37)

умова виконується.

 

 

 

 

 

 

 

 


3.Розрахунки  і вибір допоміжного обладнання

У відповідності до технологічної  схеми дільниці пастеризації продукту та розрахунків підрозд.2.3 для перекачування  продукту обирається чотири відцентрових насоси марки Х8/18 з параметрами: подача Q=2,4×10-3 м3/с, напор Н=11,3 м, частота обертання валу n=48,3 с-1, коефіцієнт корисної дії hн=0,40, приводний електродвигун типу АО2-31-2 потужністю Nн=3 кВт та коефіцієнтом корисної дії hдв=0,82.

      Рисунок 2 –

     Схема встановлення насоса


Обраний насос дозволяє досягти  геометричної висоти підйому рідини HГ£10 м з урахуванням втрат напору на подолання гідравлічного опору теплообмінного апарату DР=253736 Па.

Розрахунок об’єму накопичувального резервуару та баку

 

 

 


урівнюючого для пастеризованого  продукту.

Номінальний об’єм ємності накопичувального резервуару та баку урівнюючого для вихідного розчину пастеризованого продукту:

м3,     (3.1)

Обирається чотири горизонтальних ємнісних апарати ГЭЭ1-1-80-0,6 (Vном=80 м3, ру=0,6 МПа, D=3000 мм, L=11800 мм).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


4.Новизна прийнятих  конструктивних та технологічних рішень

Теплообмінники: дуже поширені в різних сферах промисловості. Вони усі прості у виготовленні і надійні в експлуатації. Ці апарати займають значну промислову площу.

В наш час можна  виділити два типи теплообмінних  апаратів, які є найбільш розповсюдженими  в харчовій промисловості – кожухотрубні та пластинчасті теплообмінники.

Шляхом аналізу  приватних термічних опорів можна  вибрати найкращий спосіб підвищення інтенсивності теплообміну в  залежності від типу теплообмінника й характеру робочих тіл.Так, наприклад, в рідинних теплообмінниках поперечкові перегородки має сенс встановлювати тільки при декількох ходах у трубному просторі. Перегородки не завжди необхідні; при вертикальному розташуванні трубок і нагріванні паром останній подається в міжтрубний простір; поперечні перегородки будуть заважати стіканню конденсату. При теплообміні газу з газом або рідини з рідиною кількість протікає через міжтрубний простір рідини може виявитися настільки великим, що швидкість її досягне тих же значень, що і всередині трубок; отже, установка перегородок втрачає сенс. Перегородки безцільні також у випадку сильно забруднених рідин, при яких внаслідок наростання шару забруднень на трубках вирішальний вплив на коефіцієнтність теплопередачі надає величина Rn.

Інтенсифікація  теплообміну є одним з основних напрямків розвитку і удосконалення  теплової апаратури харчових виробництв. При цьому широко використовуються позитивні ефекти в інтенсифікації теплообміну, знайдені і досліджені в інших областях хімічної техніки та енергетики.За останні роки

 

 

 

виконано ряд  робіт з промислового випробування активних «режимних» методів інтенсивності - класифікацією теплообміну в апаратах хімічних і харчових виробництв (І. М. Федоткін, КТІПП).До них відносяться вимірення режимних характеристик течії, додаткова турболізація потоку за рахунок пульсації, вдування повітря та ін. Ведеться прискорена розробка нових типів поверхонь нагріву компактних теплообмінників, ефективність яких оцінюється промисловими даними. Зв'язок тепловіддачі з гідродинамічним опором. Знайдені способи передачі значних теплових потоків між робочими середовищами за допомогою теплових труб, аналогічних за способом дії гріючою трубкам хлібопекарських печей (трубкам Перкінса). Дані по конкретному застосуванні нових типів теплообмінників містяться в рекомендованій літературі.

Кожухотрубні  теплообмінники застосовуються тоді, коли потрібна велика поверхня теплообміну, тобто для випаровування і  конденсації теплоносіїв в різних технологічних процесах, а також  для нагрівання і охолоджування  рідин і газів. В більшості  випадків пара (гарячий теплоносій) вводиться в міжтрубний простір, а рідина, що нагрівається, протікає по трубах. Забруднені потоки (наприклад, запорошені гази або суспензії) слід направляти в трубки, а не в міжтрубний простір (оскільки трубки легше очищати).

На сьогоднішній день кожухотрубні теплообмінники не на багато поступаються пластинчатим теплообмінникам.


Досягти того, щоб  кожухотрубний теплообмінний апарат володів комплексом переваг не поступаючих, а навіть і кращих за пластинчатий теплообмінник, вдалося, з’єднав в одне ціле цілий ряд давно відомих, але не реалізованих через технологічні причини рекомендації ( а також ряд новшеств ): збільшення поверхності теплообміну ( поребренням її зі сторони теплоносія з меншим коефіцієнтомтепловіддачі ); дуже тонкі трубки зменшеного розміру, які мають спеціальний профіль; неметалічні трубні решітки, які виготовляються за спеціально відпрацьованою технологією. Корпус апарата також має ряд особливостей: дуже тонкі труби, особлива розвантаженість ланцюга «корпус-трубний пучок» шляхок використання плаваючих трубних решіток (забезпечує розбірність апарату і знімає обмеження по надходженню холодного та гарячого середовища в різну порожнину), підвищення надійності за показником взаємопроникнення середовищ завдяки використання подвійного потовщення з сигнальними отворами, застосування спеціальних напрямлюючих перегородок. Як для трубок, які предають тепло так і для корпусів використовуються високолегуючі корозійностійкі сталі або титанові сплави, що забезпечують  задані показники надійності при характерних для наших теплообмінників підвищених швидкостях руху середовищ.

Для проведення процесу пастеризації продукту спроектовано теплообмінний  кожухотрубний апарат: кожух Æ325´5 мм, умовний тиск у корпусі pУ=0,6 МПа, у трубах pУ=0,6 МПа; теплообмінні труби Æ30´2,5 мм, розташування труб у трубній решітці — по сторонах та вершинах правильних шестикутників (шахове розташування труб), кількість труб n=2, кількість ходів по трубному простору z=5; площа поверхні теплообміну F=2,23 м2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Висновок

Курсове проектування — заключний етап вивчення студентом дисципліни «Процеси та апарати харчових виробництв».

Технологічне  призначення теплообмінників різноманітне. Зазвичайрозрізняються власне теплообмінники, в яких передача тепла єосновним  процесом, і реактори, у яких тепловий процес відіграє допоміжну роль. Рішення  завдань оптимізації теплообміну  підпорядковано умовамраціонального  технологічного процесу. При будь-якому  використанні теплоносіїв  теплові  та масообмінні процеси підпорядковані основному-технологічному процесу  виробництва, заради якого створюються  теплообмінні апарати та установки.

Залежно від температурних, гідродинамічних та інших умов ведення  процесу застосовують різноманітні методи теплової обробки рідин.

Теплообмінним апаратом із складною схемою потоків є кожухотрубний  теплообмінник.Кожухотрубні теплообмінники: дуже поширені в різних сферах промисловості, дають можливість створювати великі поверхні теплообміну в одному апараті, прості у виготовленні і надійні  в експлуатації.

Через малу швидкість  руху теплоносіїв одноходові теплообмінники працюють з низьким коефіцієнтом тепловіддачі. Щоб збільшити швидкість  руху теплоносіїв, застосовують багатоходові теплообмінники, в яких пучок труб за допомогою поперечних перегородок, встановлених у кришках, розділений на кілька секцій, по яких теплоносій проходить  послідовно.

Одноходові кожухотрубні теплообмінники застосовуються , коли швидкість процесу визначається, величиною коефіцієнта тепловіддачі в між

 


трубному просторі, а також як кип'ятильники.

Різноманітність конструкцій теплообмінників, а  також вимог, які до них ставляться, утруднюють вибір апаратів для різних конкретних умов перебігу процесу. Звичайно жодна з конструкцій не відповідає цілком усім вимогам і доводиться обмежуватись виробом такої, яка  задовольняє лише основні вимоги.

Оптимізація теплообмінних  процесів стає усе більш актуальною в умовах жорсткої конкуренції на ринку продукції харчової промисловості, тому що економія теплоресурсів на підприємствах харчового комплексу  дозволяє значно понизити собівартість продукції, що випускається, оскільки калькуляційна вартість енергоресурсів із загальної вартості продукції  складає близько 30%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

      1. ГОСТ 14249-89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. — Взамен ГОСТ 14249-89; Введ. 18.05.89. — М.: Гос. ком. СССР по стандартам, 1989. — 80 с., ил.
      2. ГСТУ 3-17-191-2000. Посудини та апарати стальні зварні. Загальні технічні умови. — На заміну ОСТ 26-291-94; Введ. 16.02.2000. — К.: Державний комітет промислової політики України, 2000. — 301 с., іл.
      3. ДНАОП 0.00-1.07-94. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением.  Введ. 01.03.1995. — К.: Государственный комитет Украины по надзору за охраной труда, 1994. — 200 с., ил.
      4. Машины и аппараты химических производств: примеры и задачи. Учебное пособие для студентов втузов, обучающихся по специальности «Машины и аппараты химических производств» / И.В.Доманский, В.П.Исаков, Г.М.островский и др.; Под общ. ред. В.Н.Соколова. — Л.: Машиностроение, 1982.
      5. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Г.С.Борисов, В.П.Брыков, Ю.И.Дытнерский и др. Под ред. Ю.И.Дытнерского, 2-е изд., перераб. И дополн. — М.:Химия, 1991.
      6. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов / Под ред. П.Г.Романкова. — 9-е изд., перераб. и доп. — Л.: Химия, 1981.
      7. Проектирование процессов и аппаратов пищевых производств / Под ред. В.Н. Стабникова. — К.: Вища школа, 1982.
      8. Разработка конструкции химического аппарата иего графической мо дели. Методические указания. - Иваново, 2004.
      9. Справочник по теплообменникам, М.Химия, 1982. 328 с.
      10. Стабников В.Н., Лисянский В.М., Попов В.Д. Процессы и аппараты пищевых

 

 


производств. М.:Агропромиздат, 1985.

      1. Теплофизические свойства газов, растворителей и растворов солей.   Справочник /Сост. Е.М.Шадрина и др. Иваново. 2004.
      2. Уплотнения подвижных соединений: Методические указания\Сост. Э.Э.Кольман-Иванов; МИХМ.- М., 1992. – 32 с.
      3. Соколов В. И. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. – М.: Машиностроение, 1983. – 484с.
      4. Процессы и аппараты пищевых производств за редакциею проф. И.Е. Малежика.  – К.: нухт, 2003.- 400с.
      5. – теплообмінні апарати.
      6. – загальні відомості про розвальцовку труб.
      7. – кожухотрубні теплообмінники.
      8. – порівняння кожухотрубного і пластинчатого теплообмінників.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Информация о работе Процесы и апараты