88198

Процессы и аппараты пищевых производств

Курсовая

Кулинария и общественное питание

В однокорпусный выпарной аппарат поступает свежий раствор в количестве с начальной концентрацией сухих веществ, при температуре. Конечная концентрация сухих веществ упаренного раствора. Обогрев аппарата осуществляется насыщенным паром с давлением, коэффициент теплопередачи от пара к раствору...

Русский

2015-04-27

100.51 KB

1 чел.

ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»

в г. СМОЛЕНСКЕ

Кафедра технологических машин и оборудования

Расчетное задание по курсу:

«Процессы и аппараты пищевых производств»

Студент: Шмелева М.В.

Группа: ПИ-10

Вариант:25

Преподаватель: Синявский Ю.В.

Смоленск 2014

Задание

Расчёт основных параметров выпарной установки

    В однокорпусный выпарной аппарат поступает свежий раствор в количестве с начальной концентрацией сухих веществ , при температуре . Конечная концентрация сухих веществ упаренного раствора . Обогрев аппарата осуществляется насыщенным паром с давлением , коэффициент теплопередачи от пара к раствору , давление в надрастворном пространстве в аппарате .

     Требуется определить поверхность нагрева аппарата , выполнить расчет барометрического конденсатора.

Решение

    Запишем уравнения материального баланса

, - массовые расходы начального (исходного) раствора и конечного

                  (упаренного) раствора, ;

, - массовые доли растворенного вещества в начальном и конечном

              растворе;

- массовый расход выпариваемой воды, .

    Выразим массовый расход выпариваемой воды

    Подставим исходные данные и найдем количество выпариваемой воды:

 

    Запишем уравнение теплового баланса выпарного аппарата:

- расход теплоты на выпаривание, ;

, - удельная теплоёмкость начального (исходного) и конечного

      (упаренного) раствора, ;

, - температура начального раствора на входе его в аппарат и конечного

       раствора на выходе его из аппарата, ;

- удельная энтальпия вторичного пара на выходе его из аппарата, ;

 - расход теплоты на компенсацию потерь в окружающую среду, .

    Выразим расход теплоты на выпаривание

температура кипения раствора:

    Найдём удельную теплоёмкость воды по таблице при температуре кипения раствора  .

 

    

    Найдём площадь поверхности нагрева

- расход теплоты на выпаривание,;

- коэффициент полезного действия нагревателя;

- коэффициент теплопередачи от пара к раствору;

- средняя движущая сила процесса теплопередачи.

    Средняя движущая сила определится как:

.

    Подставляя полученное значение и исходные данные, посчитаем площадь поверхности нагрева:

 

РАСЧЕТ БАРОМЕТРИЧЕСКОГО КОНДЕНСАТОРА

Принимаем начальную температуру воды поступающую в барометрический конденсатор tвн = 20 С. Ее расход может быть выражен из уравнения теплового баланса:

где hк = 2550 кДж/кг – энтальпия пара в конденсаторе, определяемая при давлении P0=0,04 МПа;

      tвых — температура воды на выходе из конденсатора. С целью обеспечения максимальной эффективности конденсации, ее температура на 3 С меньше, чем температура пара, то есть tвых=99 С.

Расчет дает: Gв= 12 кг/с.

Диаметр барометрического конденсатора определяется с учетом рекомендованной скорости движения в нем пара по формуле:

,

где п = 0,96 кг/м3 – плотность пара в конденсаторе;

      vп = 10 м/с – скорость пара в конденсаторе.

Расчет дает: dк=0,77 м.  Фактический диаметр конденсатора примем равным 800 мм.

Диаметр барометрической трубы может быть определен по формуле:

где wконд=0,75 м/с — рекомендуемая скорость воды в барометрической трубе.

Расчет дает: dтр=0,1 м. Фактический диаметр трубы примем равным 100 мм.

Высота барометрической трубы вычисляется из уравнения:

,

где  В = 80 кПа – вакуум в барометрическом конденсаторе;

       - сумма местных сопротивлений;

     vв – скорость воды в барометрической трубе, определяемая по фактическому диаметру как

Расчет дает для фактической скорости воды значение vв=1,34 м/с

Потери на местных сопротивления учитывают потери на входе в трубу ξвх=0,5 и потери на выходе из трубы в барометрический колодец  ξвых=1.

Коэффициент потерь на трение по длине трубы λ примем равным 0,025.

Тогда высота барометрической трубы будет равна: H=9 м

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе работы над курсовым проектом была составлена технологическая схема процесса выпаривания раствора   с параметрами, заданными техническим заданием.

В ходе выполнения расчетов были определены: 

 Площадь поверхности теплообмена выпарного аппарата Fап=160 м2

 Диаметр барометрического конденсатора dк=800 мм

 Диаметр барометрической трубы конденсатора dтр=100 мм

 Высота барометрической трубы H=9 м.

  ПРИЛОЖЕНИЕ


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

74563. Цілочислове програмування 639 KB
  Геометрична інтерпретація розв’язків цілочислових задач лінійного програмування на площині. Загальна характеристика методів розв’язування цілочислових задач лінійного програмування.
74564. Нелінійні оптимізаційні моделі економічних систем 910 KB
  Основні труднощі розв’язування задач нелінійного програмування. Раніше було розглянуто методи розв’язування задач лінійного програмування. Галузі об’єднання та окремі підприємства народного господарства функціонують і розвиваються за умов невизначеності а тому адекватно їх можна описати нелінійними стохастичними динамічними моделями. Зауважимо що сучасний рівень розвитку комп’ютерної техніки і методів математичного моделювання створює передумови для застосування нелінійних методів а це може суттєво підвищити якість розроблюваних планів...
74565. Квадратичне програмування 597.5 KB
  Метод розв’язування задач квадратичного програмування. Система має ненульовий розв’язок якщо. Метод розв’язування задач квадратичного програмування Зазначимо що відомим з теорії аналізу функцій є таке твердження: від’ємно означена квадратична форма є угнутою а додатно означена – опуклою...
74566. Научное знание в Древней Греции 60 KB
  Определение математики как универсального языка способствовало развитию принципов рационального типа мышления. Важнейшей вехой на пути создания математики как теоретической науки были работы пифагорейской школы. Греческие ученые развили прежде всего процедурную и операционную стороны математики выработав понятие доказательства утверждений. Связи между этими двумя областями возникающей математики были двухсторонними.
74567. Научное знание в эпоху Средневековья 43.63 KB
  Все это методологически подготовило формирование опытной науки. На ранних этапах средневековья центрами научнофилософской мысли были монастыри и храмы но с появлением университетов именно они стали центрами развития философии и науки. Их деятельность объективно способствовала развитию науки в экспериментальном направлении. В целом он обосновывал идею опытной науки.
74568. Развитие науки в период Нового времени 98.15 KB
  Предпосылки развитию науки формировались во всех сферах жизни общества. Обществу становилась все более ясной практическая польза науки как и взаимная заинтересованность научных исследований в новых общественных отношениях. Этот период можно с полным правом назвать веком науки и научной революции.
74569. Современный этап в развитии науки 38.56 KB
  Как известно XIX век – это период дисциплинарного оформления науки. Дифференциация научного знания приведшая к появлению новых научных дисциплин со своим предметом и специфическими средствами познания продолжала оставаться ведущей тенденцией развития науки того времени. Сформировались образ науки как дисциплинарно организованного знания и дисциплинарный подход ориентированный на изучение специфических частных закономерностей и явлений.
74570. Возникновение науки, основные стадии её исторической 36.5 KB
  Наука была всегда с момента зарождения человеческого общества т. Наука начинает отсчет с египетской цивилизации. Наука возникла в Древней Греции т. Наука возникла в Западной Европе в 1214 веках поскольку появился интерес к опытному знанию и математике.
74571. Научное знание Древнего Египта 41 KB
  Цивилизация Древнего Египта того времени располагала глубокими знаниями в области математики медицины географии химии астрономии и других областях. За тысячи лет до талантливых мужей Эллады жрецы Древнего Египта в совершенстве изучили и овладели секретами которые мы заново открываем в наш стремительный век.