Расчет трехкорпусного вакуум-выпарного аппарата А2-ОВВ-4

Исходные данные для расчета:

W = 4000кг/ч, b_н = 8,34 %, b_к = 48 %, t_н = 8 ^oC, t_гр1 = 77 ⁰C, t_вт3 = 43 ⁰C, P_o = 10атм.

Масса молока поступающего в ВВА в час:

М_м=W/(1-b_н/b_к), кг/ч

где: W-производительность ВВА,

b_н и b_к-начальное и конечное содержание сухих веществ в продукте.

М_М = 4000/(1-8,34/48) =4819 кг/ч

Распределение температуры по корпусам:

Принимаем температурные потери:

- для первого корпуса D₁=2^oC.

- для второго корпуса D₂=3^oC.

- для третьего корпуса D₃=5^oC.

SD=2+3+5=10^oC.

Полезный температурный перепад:

Dt_пол = t_гр1 - t_вт3 - SD, Dt_пол = 77 – 43 – 10 = 24⁰C,

Dt_пол /n = 24/3 = 8 ⁰C, где: n-число корпусов

Таблица 2.18 - Параметры пара по корпусам

Корпус	Температура теплоносителя, ºС	Температу-ра кипения молока, ºС	Температура насышеного сокового пара, ºС	Энтальпия кДж/кг
тепло-носит.	сок. пара
	t гр=77	77-8=69	69-2=67
	t гр=67	67-8=59	59-3=61
	t гр =56	56-8=48	48-5=43

Расход экстра пара на подогрев молока в подогревателе:

E = m_м*C_м* (t _к-t_н)/(i_вт- C_к* t _к)*ή; кг/ч,

где: t_к-конечная температурамолока,принимается на 10⁰C меньше температуры теплоносителя

E₃ = 4819*3956(24 – 8)/(2576*10³ - 4204*59)*0,98 = 134 кг/ч;

E₂ = 4819*3966(48 – 24)/(2600*10³ - 4199*47)*0,98 = 190 кг/ч;

E₀ = 4819*4040(105 – 88)/(2690*10³ - 4229*100)*0,98 = 149 кг/ч;

E₁ = 4819*4029(59 – 48)/2630*10³ - 4212*69)*0,98 = 93 кг/ч.

Пастеризатор обогревается смесью греющего пара 1 корпуса и острого пара. Температуру пара примем на 10⁰C больше температуры пастеризации.

T_пара = t_паст+10 ⁰C = 74+10 = 84 ⁰C

Давление пара составляет 0,59 атм., энтальпия i=2651кДж/кг, тогда расход пара составляет:

E_{гр.п 2} = 4819*4,030(74-67)/(2651-4,200*84)*0,98 = 60,4 кг/ч

Для получения пара с такими параметрами в инжекторе смешивается острый пар с P₀ = 0,43атм. и греющий пар первого корпуса с P_гр1 = 0,43атм.

Материальный баланс инжектора:

E_гр.п = E₀ + E_гр.2; кг/ч

Коэффициент инжекции определяется:

U = E_гр.2/E_0;

E_гр.2 = U*D₀;

Подставим в выражение для материального баланса:

E_гр.4 = E₀(1+U);

Коэффициент использования определяется:

U = 0,81 * h_a/h_a^! - 1, где: h_a=j₁-j₂, кДж*Па, h_a^!= j₄-j₃ кДж/кг

U = 0,81 * 511/76 - 1 = 1,18

E₀ = E_n/1 + U; кг/ч, E₀ = 70/1+1,18 = 32кг/ч

E_гр1 = E_n - E₀; кг/ч, E_гр1 = 70 - 32 = 38 кг/ч

Расход острого пара в ВВА:

m₀ = (W + 3E_гр + 2E₁ + E₂)/3 + U; кг/ч

Найдем коэффициент инжекции в инжекторе для греющего пара первого корпуса:

h_a = 2784 – 2218 = 566 кДж/кг

h_a^! = 2639 – 2581 = 58 кДж/кг

U = 0,81 * 566/58 – 1 = 1,53

m₀ = (4819 + 3(99 + 38) + 2*108 + 126)/(3 + 1,53) = 1230 кг/ч

Общий расход острого пара в установке:

m₀ + E₀ = 1230 + 32 = 1262 кг/ч

Удельный расход пара на 1 кг испаренной влаги:

m_уд = m_уд/W; кг/(кг/ч)

m_уд = 1262/4819 = 0,26 кг/(кг/ч)

Масса влаги,выпариваемой в последнем корпусе:

W₃ = m₀ - E_гр ^– E₂ - Е₃; кг/ч

W₃ =1230 – 209 – 190 - 134 = 697кг/ч

Масса вторичного пара,поступающего в конденсатор:

m_вт.п = W₃ - E₃; кг/ч

m_вт.п = 697 – 134 = 563 кг/ч

Расход воды в конденсаторе:

M_В= W₃(j _вт.п-С_конд*t_конд)/ С_в(t_в.к- t_в.н); кг/ч,

где: j _вт.п-энтальпия вторичного пара,кДж/кг

t_конд-температура воды в конденсаторе, ⁰C, t_конд= t_в.н+13 ⁰C

t_в.н-температура воды начальная,поступающей в конденсатор, ⁰C,

t_в.н=20⁰C,

t_в.к-конечная температура воды,выходящей из конденсатора, ⁰C,

t_в.к= t_в.т- (5-12)⁰C,

t_конд=20+13=33⁰C

M_В = 697 (2576000 – 4199*33)/4199(35-20) = 26973 кг/ч

Расход свежей воды воды составляет не более 10% от общего расхода:

Mс_В.В = 0,1* M_В = 0,1*26973 = 2697 кг/ч

Дата добавления: 2015-08-13