Техническая характеристика паросепаратора
Объем полный, м3............................................. 8,5
Рабочее давление, МПа..................................... до 0,7
Диаметр корпуса, мм........................................ 1300
Толщина стенки корпуса, мм............................ 8
Габаритные размеры, мм:
ширина.......................................................... 2000
высота............................................................ 6935
Для скоростного разваривания применяют трубчатый разварник с контактной головкой (рис. 15.27). В нем замес подогревается паром давлением 0,8 МПа до 170 °С с помощью контактной головки, устройство которой аналогично устройству головки, приведенной на рис. 15.24.
Подогретый замес из контактной головки поступает в вертикальные трубы аппарата. Пар в аппарат не подводится, масса в трубах перемещается за счет перепада давлений к выходу, где давление снижается до 0,4 МПа. При продвижении по трубам из массы выделяется вторичный пар вследствие снижения давления. Смесь, состоящая из массы и пара, перемешивается и диспергируется при прохождении через диафрагмы и соединительные переходы.
Трубчатый разварник состоит из контактной головки 1 и батареи вертикальных труб 2, соединенных вверху и внизу переходами 3, которые прикреплены к вертикальным трубам-фланцами. Общая вместимость аппарата 1,5 м3.
Общая длина вертикальных труб 64 м; а их внутренний диаметр составляет 148 мм. Во фланцевых соединениях установлены 24 диафрагмы 4. По ходу продукта диафрагмы разбиты на четыре группы, в каждой группе шесть диафрагм. Диафрагмы каждой группы имеют одинаковый диаметр внутреннего отверстия (первой группы – 40 мм, второй – 45, третьей – 50, четвертой – 55 мм).
При снижении температуры за диафрагмой выделяется вторичный пар. Объем смеси в этом месте аппарата увеличивается в 3 раза, скорость смеси увеличивается до 4 м/с, что обусловливает диспергирование массы. Для уменьшения износа стенок переходов в последних устанавливают предохранительные сменные гильзы 5. Давление на выходе из аппарата регулируется клапаном.
Рис. 15.27. Трубчатый разварник |
Инженерные расчеты. Производительность разварника по замесу П3 (кг/ч), определяется по формуле
,
где Пс – условная производительность линии по спирту, дал/сут; q – удельная потребность объема замеса, м3/дал (q = 0,133 м3/дал); r – плотность замеса, кг/м3.
Необходимый объем варочного аппарата V (м3) рассчитывается как
,
где t – продолжительность разваривания, ч (для колонного аппарата t = 0,75...0,66, для трубчатого t = 0,03...0,05); j – коэффициент заполнения (для колонного аппарата j = 0,75...0,8, для трубчатого j = 0,32).
Диаметр колонны аппарата или труб можно определить из равенства
,
где Qс – объемный расход продукта, м3/с; d – диаметр труб, м; vпр – скорость движения развариваемой массы в аппарате (для трубчатого аппарата vпр = 0,13 м/с).
Длина варочного аппарата (высота колонн или длина труб) L (м) равна
.
Расход теплоты Ф (кВт), необходимой для разваривания массы определяется как
,
где см – удельная теплоемкость продукта, кДж/(кг×К); t1 – начальная температура продукта, поступающего на разваривание, °С; t2 – температура разваривания в аппарате (для колонного аппарата t2 = 140 °С; для трубчатого t2 = 168…165°С).
Расход пара в контактной головке для подогревания замеса до температуры разваривания Е (кг/с) определяется по формуле
,
где i – удельная энтальпия пара, кДж/кг; iк – удельная энтальпия конденсата, кДж/кг (для колонного аппарата iк принимается при температуре 140 °С, для трубчатого – при 168 °С).
Объемный расход пара на разваривание Е0 (м3/с) равен
,
где rср – средняя плотность пара, поступающего в контактную головку, м3/кг.
Скорость истечения пара из отверстий контактной головки vn (м/с)
,
где Кс – коэффициент скорости (Кс = 0,9); i1 – удельная энтальпия пара при входе в отверстие, кДж/кг; i2 – удельная энтальпия пара при выходе из отверстия при температуре нагревания продукта, кДж/кг.
Суммарная площадь отверстий в контактной головке ås (м2) равна
.
Число отверстий при заданной площади одного отверстия s0 (м2)
.
Площадь живого сечения для прохода продукта в контактной головке sr (м2)
,
где vпр – скорость продукта в головке (vпр = 0,2...0,25 м/с); r – плотность продукта, кг/м3.
Продолжительность пребывания продукта в контактной головке принимаем равным 1…1,5 с.
Продолжительность пребывания замеса в смесителях составляет 10...15 мин, коэффициент заполнения 0,75...0,8.
Ориентировочное значение потребной мощности мешалки, N (кВт), при работе в установившемся режиме без учета сопротивления змеевиков определяют по эмпирической формуле
,
где КN – критерий мощности, который зависит от интенсивности перемешивания, характеризующейся центробежным критерием Рейнольдса; r – плотность среды, кг/м3; n – частота вращения мешалки, об/мин; d – диаметр мешалки, м.
Критерий Рейнольдса равен
,
где v – скорость замеса, м/с; dэ – эффективный диаметр трубопроводов, м; r – плотность замеса, кг/м3; m – динамическая вязкость замеса, Па×с.
В зависимости от найденного значения критерия Re по графику нормалей НИИхиммаша определяем коэффициент КN.
С учетом увеличения потребной мощности при пуске и из-за наличия в аппарате вспомогательных устройств (змеевик, поплавок сигнализатора уровня и др.) рабочая мощность на валу мешалки Np (кВт) определяется по формуле
,
где К1 = H/D – коэффициент, учитывающий заполнение смесителя; Н – высота слоя жидкости в смесителе, м; D – диаметр смесителя, м; К2 – коэффициент, учитывающий увеличение мощности при пуске; К – коэффициент, учитывающий увеличение мощности из-за наличия в аппарате вспомогательных устройств.
Установленная мощность приводного электродвигателя Nуст (кВт) с учетом КПД редуктора hr равна
.
Кто ничего не знает, тому и ошибаться не в чем Менандр (343–291 до н.э.), древнегреческий драматург |