Gistwaterconcentraties: Een onderzoek naar 3 alternatieven bij Gist·Brocades

vakgroep Chemische Technologie

J

.

Istwaterconcentratie

Een onderzoek naar 3 alternatieven

bij Gist·Brocades

maart 1985

G·groep 1985

laboratorium Apparatenbouw Procesindustrie

TH Delft

Een onderzoek naar 3 alternatieven

bij Gist·Brocades

maart

1985

G·groep

1985

laboratorium Apparatenbouw Procesindustrie

TH

Delft

VOORWOORD

Voor U ligt het verslag van de G-groep 1985. Gedurende een periode van acht weken is gewerkt aan een drietal ontwerpen voor een gist-waterconcentratie-installatie voor Gist-Brocades.

Bij het tot stand komen van dit ontwerp hebben de volgende begeleiders een belangrijke rol gespeeld:

Prof.dr.ir. J. de Graauw, ir. W.J.B. v.d. Bergh en drs. F.A. Meijer. Voo~ allerlei specialistische adviezen konden wij te~echt bij:

ir. R. de Goede, Dipl.-Ing. S. Heffels en T. de Bruin.

Ir. H. van Leeuwen voorzag ons van de zijde van Gist-Brocades van allerlei gegevens en adviezen.

Op deze plaats willen wij graag alle genoemde heren bedanken voor hun inbreng, speciaal prof. de Graauw, die met zijn technische ervaring en einmeloze verhalen over wat er in de techniek wel niet allemaal mis kan gaan, een bron van inspiratie voor ons was.

Carel Daudey RonaId Free ~J Erwin Helwig

Rombout van Herwijnen Arnold Knottnerus vJ Martin Koopmans John Oomens Jan Pranger

SAMENVATTING

Voor Gist-Brocades, Delft, is het voorontwerp uitgevoerd voor de concentratie van een t-gistwaterstroom (54 t/h) van 4.2 naar 12% droge stof. Drie alternatieven zijn onderzocht:

-Drietraps filmverdamping met mechanische damprecompressie; -Membraanfiltratie;

-Vriesconcentratie met butaaninspuiting.

De kostenschattingen zijn uitgevoerd met de Lang-methode.

Uit de financiële berekeningen volgt dat vriesconcentratie het meest aantrekkelijke alternatief is, gevolgd door membraanfil-tratie.

Gezien de onnauwkeurigheid van de Lang-methode, en het gebrek aan ervaring met vriesconcentratie en membraan filtratie in installaties van dit soort, kan de filmverdamping als bruik-baar alternatief nog niet worden afgewezen.

Verder technisch onderzoek, alsmede nauwkeuriger kostenschattingen, zijn hiervoor noodzakelijk.

INHOUDSOPGAVE VOORWOORD SAMENVATTING INHOUDSOPGAVE I ALGEMENE INLEIDING 1. PROBLEEMSTELLING 2. UITGANGSPUNTEN

3. INDELING VAN HET RAPPORT

BIJLAGE I.l Uitgangspunten van het ontwerp

II MEERVOUDIGE FILMVERDAMPING MET MECHANISCHE DAMPRECOMPRESSIE

1. INLEIDING

2. THEORETISCHE ACHTERGROND 2.1. Algemene beschrijving 2.2. Verdamping in een pijp 2.3. Warmteoverdracht

3. BESCHRIJVING VAN HET REKENPROGRA11MA 3.1. Programma "OPTIMA" 3.2. Programma "VARIAB" 3.3. Resultaten 4. FLOWSHEET 5. PROCESKUNDIGE BEREKENINGEN 5.1. Inleiding 5.2. De verdampers 5.3. De compressor 5.4. Desuperheating 5.5. Condensvat i i i i i iv 1 2 2 3 4 5 6 7 7 9 10 12 12 12 13 16 18 18 18 19 19 19

5.6. Direct contact condensor 5.7. Warmtewisselaar 5.8. Condensor 5.9. Voorraadvat 5.10.Pompen 6. KOSTENSCHATTING 6.1. Inleiding 6.2. Investeringen 6.3. Jaarlijkse kosten 7. CONCLUSIES

8. BESPREKING VAN HET ONTWERP BIJLAGEN: II. 1 II. 2 II. 3 II. 4 Il.5 Il.6 II. 7 II .8 Berekening filmverdamping Limieten Flasheffect Listing "Optima" Listing "Variab" Lijst van variabelen Uitvoer "Optima"

Invloed van temperatuur en schotel-hoogte op de totale kosten

20 20 20 21 21 22 22 22 23 24 25 26 28 30 31 33 36 37 40 II.9 Uitvoer "Variab" 41 II.I0 Berekening van compressorvermogen 42 II.11 Bepaling van de oververhitting van

de damp uit de compressor 43 II.12 Uitwerking van de warmtewisselaar 44 II.13 Uitwerking van de condensor 46

II.14 Berekening pompen 48

II. 15 De Lang-methode 50

111 MEMBRAANFILTRATIE 1. INLEIDING 2. THEORETISCHE ACHTERGROND 2.1. Omgekeerde osmose 2.2. Concentratiepolarisatie en membraan-52 53 54 54 vervuiling 55 3. FLOWSHEET 57 3.1. Inleiding 57

3.2. Bespreking van de membraaninstallatie 57

3.3. Randapparatuur 59

4. BEREKENING VAN DE MEMBRAANSCHEIDING 60

4.1. Inleiding 60 4.2. Berekening 60 4.3. Resultaten 61 5. RANDAPPARATUUR 62 5.1. Buffertank in de voeding 62 5.2. Filter 62 5.3. Warmtewisselaar 63 5.4. Stoominjecteur 64

5.5. Buffertank voor het permeaat 64

5.6. Spoelmiddelen 64 5.7. Pompen 65 6. KOSTENSCHATTING 66 6.1. Inleiding 66 6.2. Investeringen 66 6.3. Jaarlijkse kosten 67 6.4. Berekening lozingskosten 68

6.5. Totale kosten per ton waterverwijdering 68

7. CONCLUSIES 69

BIJLAGEN:III.l Eigenschappen t-gistwater 70 111.2 Concentratiepolarisatie 71 111.3 Oplosbaarheid van gips 73 111.4 Eigenschappen membraanmodules 74 111.5 Uitwerking van het ideale buismodel 75

111.6 Beschrijving van het rekenprogramma 111.7 Resultaten van de berekeningen voor

één trein

111.8 Berekeningen aan de randapparatuur 111.9 De Lang-methode

SYMBOLENLIJST LITERATUUR

IV VRIESCONCENTRATIE MET BUTAANINSPUITING

V 1. INLEIDING 2. ALGEMENE PROCESBESCHRIJVING 3. KRISTALLISATIE 3.1. Nucleatie en groei 3.2. Het kristallisatievat 4. KOELCIRCUIT 4.1. Butaancircuit 4.2. C 4H10-condensor 4.3. Propaan circuit 5. KOSTENSCHATTING 6. AANBEVELINGEN EN CONCLUSIES BIJLAGEN: IV.l Flowsheet

IV.2 Het kristallisatorvat IV.3 Het koelcircuit

IV.4 Berekening van de baffle-tray kolom IV.5 Dimensionering shell and tube

warmtewisselaars IV.6 Propaanwarmtepomp IV.7 De Lang-methode SYMBOLENLIJST LITERATUUR MATERIAALKEUZE

BIJLAGE V.l Samenstelling t-gistwater

VI ALGEMENE CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN

76 82 87 92 93 94 95 96 97 99 99 102 104 104 106 108 109 111 112 113 118 124 127 134 139 140 141 143 145 146

1 ALGEMENE INLEIDING

1. PROBLEEMSTELLING 2-. UITGANGSPUNTEN

3. INDELING VAN HET RAPPORT

1. PROBLEEMSTELLING

Voor de G-groep van het voorjaar 1985 is een ontwerpopdracht van

Gist-Brocades ontvangen. Deze opdracht luidde: ontwerp een installatie voor de concentratie van een t-gistwaterstroom van 54 t/h, van een gehalte van 4.2 naar 12% droge stof.

Het t-gistwater wordt momenteel bij Gist-Brocades geconcentreerd met een 'Lurgi' meertrapsverdamper tot 12% d.s., en verder geconcentreerd met een indikker. Het vaste produkt wordt dan gebruikt als veevoer of als kaliumrijke toeslag voor kunstmest.

De 'Lurgi' is aan vervanging toe. Voor een nieuwe installatie zijn een aantal alternatieven denkbaar, wellicht met een lager energie-verbruik dan een meertrapsverdamper. Gist-Brocades is in eerste instantie geinteresseerd in waterverwijdering door vriesconcentratie met butaaninspuiting.

In de G-groep zijn, behalve de vriesconcentratie met butaaninspuiting twee alternatieven bekeken: meervoudige filmverdamping met mechanische damprecompressie en membraan (hyper-) filtratie. ~Deze processen zijn economisch geëvalueerd, en werden onderling vergeleken.

Aan een vierde, veelbelovend proces, vacuÜIDvriesconcentratie, wordt door twee studenten gewerkt in het kader van ~et fabrieksvoorontwerp.

2. UITGANGSPUNTEN

Bij alle processen is uitgegaan van de gegevens, die Gist-Brocades hiervoor ter beschikking heeft gesteld (Bijlage 1-1 ). Voor het ontwerp van de membraanfiltratie was tevens een uitgebreide map met onder andere proeffabriekexperimenten aan bepaalde membranen aanwezig. c~·

Voor .de economische optimalisatie zijn de ;energietarieven gebruikt, zoals opgegeven door Gist-Brocades.

Voor een eerlijke economische vergelijking tussen de verschillende processen, zijn afleveringscondities van het produkt (concentraat)

bepaald. Voor het produkt werd een referentietemperatuur van 600

e

afgesproken. De kosten voor het teveel of te weinig aan warmte-inhoud

(!18/GJ) worden dan van de totale kosten afgetrokken respectievelijk erbij opgeteld.

De afleveringsconcentratie van het produkt is 12.0% droge stof. Omdat het bij membraanfiltratie nog niet duidelijk is of deze concentratie gehaald kan worden in een continu proces (i.v.m. vervuiling) is deze installatie ook berekend voor lagere concentraties.

3. INDELING VAN HET RAPPORT

In de hierna volgende drie hoofdstukken worden de verschillende installaties afzonderlijk behandeld. In hoofdstuk VII.komt een onder-linge vergelijking aan de orde. De hoofdstukken II, III en IV zijn verder onafhankelijk van elkaar te lezen.

BIJLAGE I-I Uitgangspunten van het ontwerp

Gemiddelde samenstelling t-gistwater

droge stof w/w<.t

vaste stof w/w%

AS-gehalte op droge stof % Nkj(mg/l) P O l i 2 5 SO~ Cl 11 11 ++ Ca 11 + K + Na COD 11 11 Ethanol 11 Utilities en tarieven Stoom 1.47 bar 110-160 C

°

Koelwater: Nortonwater T =12o

c

max Grachtwater T =24oC max Elektra: 3x380 Volt, 50 Hz Kosten 'Lurgi' 4.2 0.3 30 2300 110 3300 1420 340 3770 1300 21000 250 5.6 35 f45/ton (~f18/GJ) fO.12/ton fO.l0/ton fO.13/kWh

Energieverbruik per ton waterverwijdering: 0.23 ton stoom + 10 kWh elektra, dus f11,65.

Onderhoud: fl06 per jaar. Afschrijving: nihil

11 MEERVOUDIGE FILMVERDAMPING MET MECHANISCHE DAMPRECOMPRESSIE

1. INLEIDING

2. THEORETISCHE ACHTERGROND

3. BESCHRIJVING VAN HET REKENPROGRAMMA 4. FLOWSHEET

5. PROCESKUNDIGE BEREKENINGEN 6. KOSTEN SCHATTING

7. CONCLUSIES

8. BESPREKING VAN HET ONTWERP

1. INLEIDING

Het doel van deze opdracht is het concentreren van t-gistwater van 4,2 gew% droge stof naar 12 gew% met behulp van filmverdamping met mechanische damprecompressie.

Omdat hierbij 4 uur per 48 uur wordt gespoeld, wordt de voedingsstroom door vermenigvuldiging met 48/44 nu 58.700 kg/ho

In dit deel wordt het volgende besproken:

- theoretische achtergrond over de filmverdamping

- het rekenprogramma voor de bepaling van procescondities - het flowsheet

- de randapparatuur - kostprijsberekeningen

Deze bespreking zal afgesloten worden met enkele conclusies en aanbe-velingen.

"2. THEORETISCHE ACHTERGROND

2.1. Algemene beschrijving

De enkelvoudige filmverdamper bestaat uit een stel verticale pijpen in een kolom. Aan de binnenkant van de pijpen (pijpzijde) stroomt het gist-water in een film, gedeeltelijk verdampend. De voor verdamping benodig-de warmte wordt verkregen van stoom die aan benodig-de buitenkant van benodig-de pijpen

(mantelzijde) in gelijke mate condenseert. Omdat naar verhouding te weinig verdampt, wordt een deel van het gistwater weer teruggeleid naar de bovenzijde.

De voedingsstroom wordt over de pijpen verdeeld door een plaat met ga-ten die een kleinere diameter hebben dan de binnendiameter van de pij-pen. Het afvalwater spuit in de pijpen tegen de wand aan, omdat de druk onder de verdeelplaat lager is gehouden dan boven de plaat. Als de voedingsstroom een hogere temperatuur heeft dan de verdampingstem-peratuur in de filmverdamper, dan verdampt een klein deel van de voe-ding al door de temperatuurdaling tussen verdeelplaat en pijpen in. Dit is het zogenaamde flasheffect.

Bij enkelvoudige verdamping wordt de ontstane damp mechanisch gecom-primeerd zodat de damp een hogere temperatuur krijgt, nodig om te condenseren aan de mantelzijde.

voeding

I

damp en vloeistof condens eflux produkt

Figuur II.2.1. Principeschets van enkelvoudige filmverdamping met mechanische damprecompressie

Het is ook mogelijk twee of meer filmverdampers in serie te zetten. Omdat na de eerste trap de voedingsstroom en de dampstroom dezelfde temperatuur hebben moet er wel geflashed worden in de volgende trap. Dit om een drijvende kracht voor verdamping in de pijpen te verkrij-gen. De te comprimeren dampstroom wordt bij meervoudige verdamping kleiner maar het verschil tussen in- en uitgaande druk wordt groter.

~

4 damp

Lnux

voeding reflux voeding

11 ! . I

I

i

I

"

I

I

I condens

I

condens rodukt

Figuur 11.2.2. Principeschets van tweevoudige

2.2. Verdamping in een pijp

We gaan uit van één pijp, veronderstellend dat bij andere pijpen het-zelfde proces optreedt. De bevloeiing van de pijp moet zo groot zijn dat de film niet droogvalt. Dit om plaatselijke droogdamping en gro-tere vervuiling te voorkomen. De relatie tussen bevloeiing en massa-stroom is: l'

=

il> m p 'M 1 (1)

Hierbij is M de totale pijpomtrek aan de pijpzijde. Het aantal pijpen is dan:

z

=

M TI d , l. (2) 3

Billet (lit.l) vermeldt een minimale bevloeiing van 0,3 m gistwater per uur per meter totale pijpomtrek. De gebruikte formules gaan uit van een turbulente film. Dit is het geval als de bevloeiing l ' groter is dan 0,4 m3/(h m).

Het verband tussen filmdikte en bevloeiing is als volgt (lit.l):

2 1/3 'V 1 s = 0,369 ( 3 - -) g l ' 1/2 (3) Hierbij is s de filmdikte, 'V

l de kinematische viscositeit van gistwater en g de valversnelling. s l ' uit

,

1 o ~,

•

1 'in

,

1 u i t l'

-l' re

Figuur II.2.3. Filmdikte s en bevloeiing l ' in een pijp.

De afname in filmdikte is met de volgende formule te berekenen (zie voor afleiding bijlage II-1):

s ,

=

U1.t 1,538 s, 1.n 0,0128 Àl ~Tko H

n

_l ~h 0,179 0,6502 (4)

De ~TkO stelt het temperatuurverschil voor tussen het verdampte water en de pijpbinnenwand. Verder bevat deze formule de pijphoogte H, de dynamische viscositeit van water

n

l en de verdampingswarmte van water ~h.

Er moet een refluxstroom aanwezig zijn omdat in de pijp naar verhou-ding niet genoeg damp gevormd wordt. Figuur II.2.4 geeft schematisch de bevloeiingen door een pijp weer. De refluxbevloeiing wordt:

l ' re l ' in - ( q, - q, mvoed mflash q, 'mdamp 2.3. Warmteoverdracht l ' - l ' ) in uit (5)

Voor de warmteoverdrachtscoëfficiënt van de kokende film geeft Billet (lit.1) :

g 1/3

a

= Nu' 1

met het Nusseltgetal:

0,778 Nu' ( 0,152 -pr + 5,47 l ' in (6) (7)

pr is het Prandtlgetal en Àl is de warmtegeleidingscoëfficiënt van water. De warmteoverdracht is nu te berekenen:

(8)

Met deze warmteoverdracht kunnen we het temperatuurverschil over de condenserende film aan mantelzijde en het temperatuurverschil over het pijpmateriaal uitrekenen.

De condenserende film is laminair. Zodoende wordt de volgende formule gebruikt (lit.2): T con q 0,943 4/3 1/3 ) (9)

De schotelhoogte H is in ons geval even groot als de pijphoogte H. s

Voor het pijpmateriaal geldt (lit.2):

T wand d u q 2 À st d In ( u d. 1 (10)

Deze formule bevat de binnen- en buitendiameter van een pijp d. en d

1 U

en de warmtegeleidingscoëfficiënt van het materiaal. Het totale tempe-ratuurverschil tussen condenserende stoom en kokend gistwater is nu:

6T

= 6T

k + 6T + 6T

tot 0 con wand

(11 )

In verband met vervuiling wordt 15 % extra pijpen geïnstalleerd. Het kleiner worden van het totale temperatuurverschil wordt gecompenseerd door dit verschil met 1,15 te vermenigvuldigen. Dit heeft ongeveer hetzelfde resultaat als het verwerken van een vervuilingsfactor.

II.3. BESCHRIJVING VAN HET REKENPROGRAMMA

Voor het verkrijgen van voldoende gegevens, is gebruik gemaakt van twee configuraties. Het programma "OPTIMA" bepaalt de invloed van de variabelen:

-aantal verdampingstrappen in serie -bevloeiing van de verdamperpijpen

-drijvende kracht voor verdamping, uitgedrukt in het tempera-tuursverschil tussen de wand en de dampstroom

op het totale kostenplaatje. Tevens is de invloed van een lager tem-peratuur-werkgebied bekeken en de grootte van de besparing als gevolg van het plaatsen van één of meerdere schotten aan de mantelzijde van de verdamper bepaald.

Het programma "VARlAB" bepaalt, bij een gekozen configuratie van de verdamper-installatie, de waarden van de verschillende variabelen. Beide programma's maken gebruik van dezelfde berekeningsprocedure.

Voor een verklaring hiervan zij verwezen naar het hoofdstuk theoretische achtergronden.

3.1. Programma "OPTIMA"

Na het initialiseren van de constanten en variabelen, wordt voor alle trappen de procedure "bereken" doorlopen. Vervolgens wordt gecontroleerd of aan de aannamen omtrent het verwachtte stromingspatroon wordt voldaan. In procedure "berek2" worden dan globaal de kosten berekend, waarna er in procedure "uitvoer" enige variabelen worden uitgevoerd. Dit schema wordt doorlopen voor verschillende bevloeiingen, aantallen trappen

en drijvende krachten. Figuur II.3.l. toont het bijbehorend stroomschema.

3.2. Programma "VARIAB"

Voor een gekozen configuratie (drietrapsl verzorgt dit programma een l i j s t van de gebruikte variabelen en constanten. De vloeistof-belasting en het aantal pijpen wordt per trap gelijk gemaakt, door de drijvende kracht (binnen een bepaald gebied) variabel te nemen. Om dit te bereiken itereert het programma met steeds een gehalveerd werk-gebied. Het stroomschema vindt u in figuur II.3.2

Beide programma's maken gebruik van kwadratische interpolàtie voor het bepalen van de fysische eigenschappen van stoom. Ze zijn dan ook slechts voor een beperkt temperatuursgebied bruikbaar.

In de bijlagen vindt u een listing van de programma's en een lijst van variabelen

3.3. Resultaten

Bij toename van het aantal verdampers in serie, nemen de in acht genomen kosten toe. Een belangrijke kostenfactor, die in de berekeningen niet is opgenomen, is de aanschafprijs van de benodigde compressor. De prijs hiervan, welke een grote invloed heeft op de totale kosten, wordt onder andere be invloed door de massastroom. Dit verschuift het kostenminimum naar meertrapsverdamping (gek~zen is voor drietrapsverdamping).

Verhoging van de vloeistofbelasting veroorzaakt een daling van de kosten. Dit gaat echter wel gepaard met een toename van de compressor- en pomp-vermogens. Er is daarom gekozen voor een vrij lage vloeistofbelasting

3 (1 m /mh) .

Het kostenminimum, met de drijvende kracht als variabele, bevindt zich

o .

ongeveer bij 2

c.

Het compressorvermogen 1S dan echter zeer groot, waardoor het werkgebied gekozen is vlak onder het minimum (1.3-1.7oC). In het geval dat de verdampingsinstallatie bij onderdruk werkt (ver-dampingstemperatuur van bijvoorbeeld 60oC), blijken de jaarlasten hoger te liggen. Aan de uitkomsten vermeld in de bijlagen, moet niet te veel waarde worden géhecht wegens de beperkte geldigheid van de kwadratische interpolaties.

De besparing verkregen door het toepassen van schotels aan de mantel-zijde is onderzocht. Door vijf schotten te plaatsen en daardoor de mantelzijde in zes kamers te verdelen, is het mogelijk, ruim tien procent op het compressorvermogen te besparen.

In de bijlagen zijn alle bovengenoemde uitkomsten te vinden.

De, met behulp van het programma "VARIAB" verkregen waarden, zijn

een uitgangspunt geweest voor de in dit verslag uitgewerkte verdampings-installatie.

IQ

.

cp

_T

cv

_cr

H H

t

w y

...

~ til rt ti 0 PROCberek2 I

~

{Jl 0

:r

ro 8 DJ '0 ti 0 IQ ti DEl TAT1<O=

d

~

DElTAT1<O+Ü. _I DJ

...

ol:> 0 I Y

~

•

H PROCbereken I

~

~

LIN=LIN+ 0.25

--'

~

y i NTRAP= NTRAP+l I

1

./._-._~~

"""

y I X=X+l

o

<0 H H W I\J

~

L

PROCberekl I 4 . / AT=O til ~ 11 0 ~ (/l Cl ::r 8T=5 CT=2.5 ft) EI ~ '0 11 OElTATKO=CT Znonn= PROCbereken (Zgroot+ Zklein}/2 0 <0 11

~

...

~ _IJl Zgroot= I Znonn

I

X=~

;;

:>;l H

G;

Zklein= Znorm

I

~

y 8T=CT CT=(AT+BT)/ y B

11.4. FLOWSHEET

Op grond van de berekeningen is gekozen voor een drietraps meervoudige verdampingsinstallatie met mechanische damprecompressie. Fig. 11.4.1. geeft het flowsheet van de installatie.

De installatie is als volgt opgebouwd. De hoofdcomponenten vormen de drie filmverdampers, H14-H16. De damp van de laatste trap wordt gecom-primeerd door een tweetraps gascompressor C10 en in de eerste trap weer gecondenseerd. Het teveel aan damp dat door het flashen van de voeding ontstaat wordt weggenomen door het in de direct-contact condensor H12 te condenseren. Per verdamper wordt een gedeelte van de voeding, de reflux, extra rond gepompt met de refluxpompen p3, P6 en PB. De pompen Pl, P4 en p7 pompen het gistwater en het concentraat naar de volgende verwerkingseenheid, de "indikker". De voeding wordt opgewarmd van 3So

c

tot 10S.SoC door eerst te warmtewisselen in warmtewisselaar Hl met het condensaat, wat een temperatuur heeft van 97.7oC. De voeding wordt

op-0 0 .

gewarmd tot 92.6 C en verder tot 105.5 C opgewarmd 1n een stoomcondensor H13.

Al het condensaat wordt opgevangen in het vat TiB en naar de warmte-wisselaar Hll gepompt met pomp PS. Na de warmtewisseling heeft het

condensaat een temperatuur van 390C en wordt een gedeelte hiervan gebruikt om er de direct contact condensor H12 mee te bedrijven en een ander ge-deelte om door het in de dampleiding in te spuiten zo de oververhitting

o

PI-P9 VLOEISTOF POMPEN

CID COMPRESSOR

Hll WARMTEWISSELAAR

Hl2 DIRECT CONTACT CONDENSER

H t 3 CONDENSOR Ht4-Ht6 FILM VERDAMPERS T I7 VOORRAAD TIINK TIB OPVANGVAT T-GISTWIITER DAMP CONCF.NTRAAT 4 C0NDF.NSAAT SSTOOM 6 REFLUX P5 Benaming: FIGUUR n -4.1

MEERVOUDIGE VERDAMPING MET MECHANISCHE DAMPRECOMPRESSIE

~ DRUK [BAR Al ~ TEMPERATUUR ['e l

T.:hnledle HogeechooI 0tIIft

Werlctulgbouwkund.

L.b. Appto .. t ... bouw Proc. Ind. Gel: C.F.D. cid. 3-'85 Gec.: Nr.

5. PROCESKUNDIGE BEREKENINGEN

5.1. Inleiding

In dit hoofdstuk worden de resultaten gegeven van de procesbereke-ningen van alle apparaten. Voor de berekeprocesbereke-ningen zelf wordt verwezen naar de bijlagen. In dit hoofdstuk wordt de grootte van de

massa-stromen gegeven en de functie van de verschillende onderdelen uit-gelegd.

De voeding van het proces bedraagt 58.7 ton per uur, en heeft een o

temperatuur van 35

c.

De temperatuur van het concentraat bedraagt 90.0o

c

en heeft een massastroom van 20.4 ton per uur. Totaal wordt er uit de voeding 38.4 ton per uur water verdampt. De voeding wordt op grond van deze gegevens 65% ingedikt. De totale condensstroom uit het proces heeft een grootte van 39.8 ton/uur en een temperatuur van 390C.

5.2. De verdampers

Uit de berekeningen met het computerprogramma volgt de grootte

van de verschillende massastromen per verdamper. Deze worden gegeven in tabel II. 5. 1.

TABEL II.5.1~ De grootte van de verschillende massastromen en de temperatuur van die stromen per trap.

Nr. trap Trap 1 Trap 2 Trap 3

cp (t/h) T(ûC) cp (t/h) T (oC) cp (t/h) T(oC)

m m m

Voedingsstroom 58.7 105.5 46.3 101 33.5 95.r

Dampstroum in 11. 9 105.4 12.4 101 U.8 95.7

Condensstroom 11. 9 104.8 12.4 99.8 97.5 90.0

Ref lux stroom 72.5 101 84.8 95.7 97.5 90.0

De grootte van de concentraatstroom uit de laatste verdamper bedraagt 20.4 ton/uur en heeft een temperatuur van 90o

c.

De dampstroom

be-o

5.3~ De compressor

De berekeningen van het compressorvermogen worden gegeven in bijlage 11-10 • De compressor is berekend op een vermogen van 430 kW. Geschat wordt dat de electromotor een verlies heeft van 40 kW, zo-dat het totaal elektrisch vermogen 470 kW wordt.

De berekeningen van de oververhitting van de damp uit de compres-sor wordt gegeven in bijlage 11-11. Deze oververhitting van de damp bedraagt 5SoC. De condensatietemperatuur van de damp is 105.4oC.

5.4. Desuperheating

o

Om de gecomprimeerde damp van 160 C af te koelen naar de conden-o

satietemperatuur van de damp bij 1.23 bar van 105.4 C, wordt condens-water van 390C in de dampleiding gespoten.

De grootte van deze stroom bedraagt 4.7 ton/uur. Dit water warmt uiteindelijk op tot ~1050C, en wordt met het condens van de eerste verdamper afgevoerd.

5.5. Condensvat

Het condensverzamelvat krijgt een hoogte van 3 m. Dit vat wordt in de eerste plaats gebruikt om het condens op te vangen.

De druk van de damp aan de condensatiezijde van de eerste verdamper is 1.23 bar, van de tweede 1.03 bar, en van de derde 0.87 bar. De uitlaat van de condensstroom uit de eerste verdamper wordt zo diep onder het vloeistofniveau aangebracht, dat de druk daar groter is dan 1.23 bar. Deze diepte bedraagt minimaal 2.3 m. De uitlaat van de tweede moet minimaal 0.3 m onder het vloeistofniveau zijn. De uitlaat van de derde verdamper hoeft alleen maar onder het vloeistof-niveau te zitten, maar het condensvat moet zo ver beneden de verdamper geplaatst worden, dat het topniveau van de vloeistofkolom in de

condensuitlaat beneden de onderkant van de pijpenbundel blijft; dat is minimaal 1.3 m.

Verder komt in het vat ook de condensstroom van de direct contact condensor uit. In deze condensor heerst een druk van 0.69 bar. De onderkant ervan moet daarom meer dan 3.1 m boven het vloeistof-niveau in het condensvat worden geplaatst.

Het niveau in het vaatje wordt geregeld met een niveauregelaar die is verbonden met een regelklep in de uitlaat van het condensvat.

De totale condens stroom bedraagt 56.3 ton/uur en heeft een temperatuur van 97.4oC

5.6. Direct contact condensor

vanwege het flashen van de voeding verdampt er meer voeding dan er aan damp wordt gecondenseerd.

Dit teveel aan damp wordt vóór de compressor afgetapt en geconden-seerd in een direct contact condensor.

Er wordt op deze manier 1.2 ton damp gecondenseerd door het in direct contact te brengen met condenswater van 390C in een hoeveel-heid van 13.2 ton/uur die dan opgewarmd wordt tot de condensatie-temperatuur van de damp van 89.50C. De druk in het dampsysteem voor de compressor wordt geregeld door meer of minder-water toe te voeren in de direct contact condensor.

5.7. Warmtewisselaar

De warmte van het condens wordt gebruikt om de voeding op te warmen. De berekeningen voor de warmtewisselaar worden in bijlage 1I-12uit-gewerkt. Zo kan de voeding van 58.7 ton/uur opgewarmd worden van 35°C naar 92.6oC en de condensstroom van 57.7 ton/uur met een tem-peratuur van 97.7oc afgekoeld tot 39°C. De warmtewisselaar heeft een

2 oppervlak van 515 m

5.8. Condensor

De condensor is nodig om de voeding van 58.7 ton/uur op te warmen van 92.6°c tot 105. SoC. Er is hiervoor 1.4 ton stoom per uur nodig van 1100C bij een druk van 1.47 bar. De hoeveelheid stoom wordt geregeld op de temperatuur van de voedingsstroom die uit de condensor komt. De berekening is heel globaal en wordt weergegeven in bijlage 1I-13 Het uitwisselend oppervlak bedraagt ca. 60 m2. Het vermogen van de condenserende stoom bedraagt 878 kW.

5.9.

Voorraadvat

Het voorraadvat is nodig omdat er één keer in de 48 uur vier uur wordt gespoeld. Om gedurende 4 uur 53.8 ton/uur op te vangen is een tank gekozen met een inhoud van 250 m3. Uit de tank wordt een stroom van 58.7 ton/uur het proces in gepompt.

5.10 Pompen

De berekening van de pompen wordt gegeven in bijlage 1I-14 Totaal leveren de pompen 25 kW.

6. KOSTENSCHATTING

6.1. Inleiding

De kosten van de verdampingsinstallatie zijn te verdelen in:

- kosten voortvloeiend uit de investeringen (zoals rente, afschrijving en o)'lderhoud) .

- jaarlijkse lasten (zoals energie, chemicaliën en personeelskosten) . De grootte van de investeringen is geschat met behulp van de Lang-methode (zie bijlageII-1~. De jaarlijks te betalen rente over dit bedrag wordt bepaald door een 10-jarige annuïteit van 8%. Dit komt overeen met een last van 14.9% per jaar. Inclusief het onderhoud worden de jaarlijkse kosten op 20% van de investering gesteld.

Om binnen de G-groep tot vergelijkbare resultaten te komen is af-gesproken dat het concentraat op een temperatuur van 600

c

moet wor-den afgeleverd. De concentraatstroom is echter 90o

c.

Het verschil wordt omgerekend in stoomkosten en van de jaarlijkse lasten afge-trokken.

Aan personeelskosten wordt bij de verdampingsinstallatie één functie-plaats in rekening gebracht.

Voor de kostenschattingen is gebruik gemaakt van opgave van de fa-brikant(compressor), eigen schattingen (direct contact condensor, condensvat) , het WEBCI prijzenboekje 1984 (lit. 5) (condensor, warm-tewisselaar, verdampers, pompen en opslagtank).

6.2. Investeringen

Aanschaf Langfactor Totaal

(kil (kil 1. _{Verdampers H14- 16} 1650 4.74 7821 2. Compressor Cio 1400 1. 70 2380 3. Warmtewisselaar H 11 354 4.74 1678 4. Pompen P l-9 140 4.74 664 5. Opslagtank T 17 154 3.32 511 6. Condensor HU 70 4.74 332

7. Direct contact condensor H

12 20 4.74 95

8. Condensvat T18 10 4.74 47+

Toelichting.

2 2

1. Elke verdamper heeft een oppervlak van 840 m . De prijs per m is op f660 gesteld, er van uitgaande dat de scheider dan ook in deze prijs is meegerekend (pijpmateriaal RVS 316, Titaan gesta-biliseerd) .

2. Asvermogen 430 kW, prijs inclusief randapparatuur en montage, Demag, Voorschoten.

2

3. Benodigd oppervlak: 515 m .

4. Chemiepompen: PVDF bekledin9 (bestand tot 130oC) 5. Inhoud 250 m3, materiaal RVS 316. 2 6. Benodigd oppervlak 60 m . 7/8. Ruwe schattingen. 6.3. Jaarlijkse kosten 1. Investeringskosten, 20% van kf 13528 2. Energiekosten: Pompen 25 kW kf 2706

Compressor 470 kW (incl. mech. verl.) 495 kW

3. Stoomkosten 878 kW 4. Personeelskosten

SUBTOTAAL

5. Stoomequivalent voor te hoge temperatuur concentraat (90oC ~ 60oC) TOTAAL 517 457 400+ kf 4080 - 370 3710

Dit resulteert in een prijs van f12.

=

per ton waterverwijdering.

Toelichting.

- Stoomkosten f18/GJ - Elektriciteit fO.13/kWh - 8030 bedrijfsuren per jaar.

7. CONCLUSIES

De prijs per ton wateronttrekking is

t12.

=.

De installatie heeft een mechanisch energieverbruik van 496 kW, en een verbruik aan lage druk stoom van 878 kW.

De huidige meervoudige verdamper bij de Gist heeft een energie-verbruik aan stoom van 5.55.MW, voor een zelfde indikking

sper-centage van 65%. Dat is 4.0 keer zoveel energie als het te verwachten energieverbruik van de drievoudige filmverdamper met mechanische recompressie.

De stoomkosten per jaar zijn kt 457.

De elektriciteitskosten per jaar zijn kt 517.

De totale investeringskosten van de installatie zijn

Mt13.5.

o

De concentraatstroom heeft een temperatuur van 90 C. Om deze terug te brengen naar 600

c

moet er aan de stroom 714 kW onttrokken worden, wat in stoomkosten zou neerkomen op kt 370 per jaar.

8. BESPREKING VAN HET ONTWERP

De totale investering van de drie verdampers zal nog in prijs zak-ken, omdat de verwachting is dat, bij de bouw van drie identieke verdampers maar één keer de ontwerpkosten hoeven berekend te worden van ca. 15% van het te investeren bedrag.

Niet meegerekend in dit ontwerp zijn de kosten van het spoelen van de installatie met zuur en natronloog.

Een voordeel van de drievoudige filmverdamper is dat er gebruik wordt gemaakt van apparaten die veel en grootschalig in de industrie worden toegepast.

Hierdoor zullen de ontwerpkosten van de installatie betrekkelijk laag zijn ten opzichte van vriesconcentratie en membraanfiltratie.

Het bedrijven van de verdamper bij lagere temperatuur houdt in

dat de kosten per ton waterverdamping toenemen. De mechanische energie-kosten zullen groter worden en dethermische energieenergie-kosten lager.

BIJLAGE II-l Berekening filmverdamping

Om tot een beter inzicht te komen gaan we een massabalans opstellen over een klein deel van de film. Deze is:

dl (1)

De bevloeiing 1 (in kg/(s m) ) wordt in het vervolg van het verhaal gesubstitueerd in filmdikte s. Verder willen we nog wat meer weten over de warmteoverdrachtscoëfficiënt al. De dikte van een turbulente film wordt beschouwd als een functie van Reynolds (lit.l):

s

=

A Re 1/2 waarbij A = 0,369 ( 3 2 V l g 1/3

Het Reynoldsgetal heeft de volgende relatie: Re

=

1 /

n

l

(2)

(3)

(4)

Bij combinatie en differentiëren van formule (2) en (4) krijgen we: 1 ds

=

-2 ofwel A dl

- -

₂

n

l

11

dl 2

n

l s ds 2 A

Substitutie in (1) levert op:

2 -A al lIT ko s ds 2

n

_l lIh dH (5) (6) (7)

Voor de warmteoverdrachtscoëfficiënt van de kokende film geeft Billet

(lit.1): a

=

B Nu' 1 met g B (8) 1/3 (9)

Het aangepaste Nusseltgetal is een functie van Reynolds: Nu'

=

C ReO,231 met 0,778 C = ( 0, 1 52 - ---'---::----:-~ Pr + 5,47 (10) (11 )

Zo wordt de warmteoverdrachtscoëfficiënt in combinatie met formule (2): 2

s al

=

B C ( 2

A

0,231

Formule (7) en(ll) gecombineerd:

0,538

s ds

1,538

-A B C 6T

k _o H _dH

Integreren van deze formule met s

=

s, l.n H

=

H zorgt voor de volgende relatie:

1,538 1,538 1,538 B C 6T ko H s - s, -A uit l.n 1,538

_n

l 6h ofwel 0,0128 _{"I 6Tko} 2 1,538 H VI s uit s,

n

l & l.n g (11) (12) voor H

°

_{en s} s , voor Ul.t (13) 0,179 0,6502 (14)

BIJLAGE 11-2 Limieten

1.Bevloeiing

De minimale bevloeiing om droogvallen van de film te voorkomen is volgens Billet (lit.1) l '

=

0,3 m3/(h m). Omdat de berekeningen uitgaan van

turbulente film, moet het Reynoldsgetal groter zijn dan 400. De relatie tussen het Reynoldsgetal en de bevloeiing is:

l'

Re 3600 V l (1) Met V l

=

2,68 10-7

kg/(m s) wordt de minimale bevloeiing l ' 0,4 m / 3 (h m).

2.Dampsnelheid in pijp

De snelheid waarmee de ontstane damp door de pijpen gaat, is aan gren-zen gebonden. Bij te lage snelheid ontstaan er slugbellen en bij te ho-ge snelheid treedt er mistflow op. De moeilijkheid bij het stellen van deze grenzen is, dat in de literatuur verticale meestroming omlaag niet bekeken is. Daarom is voor de ondergrens gezocht bij verticale meestro-ming omhoog en voor de bovengrens bij horizontale meestromeestro-ming. Voor de ondergrens is gevonden (lit.3):

v

g > 1,3 Vi - 0,27 (2)

Hierbij stelt v

g de gassnelheid en Vi de vloeistofsnelheid voor.

Chesters (lit.4) geeft enkele vergelijkingen om de bovengrens te bepa-len: Pg , vg < 1,5 10-4 _l_b _ _ 1\ h sqft ofwel Pg v g < 20 4

~

- - À - , 2 m s

Voor de correctiefactor À geldt:

Pdamp Pvloeistof )

~

PluchtPwater

(3)

(4)

Invullen van de literatuurwaarden heeft tot resuilitaat dat v <25

mis.

9

De feitelijke gassnelheid in de pijp is als volgt te berekenen:

v g P l~ - l ' 1 ~n uit = -3600 d. ~

3.Stroming aan mantelzijde

(6)

De condensilm aan mantelzijde is laminair. Dat wil zeggen dat Re < 2100

m (7)

Het Reynoldsgetal is met de volgende formule te berekenen, waarin het aantal pijpen Z verwerkt is:

Re m 4 <iJ m damp (8) = 3600 'TT d

n

1 Z u FIFA(X) FL(X) FID (X) _ _ ~r--'--FID (X+1) FIRE (X) FIFA (X+1)

~9

_--

_{______}

t

Figuur 11-3.1. De massastromen over een trap met flasheffect.

BIJLAGE ~I-3 Flasheffect

In het geval dat de voeding een hogere temperatuur heeft dan de ver-dampingstemperatuur in de filmverdamper, wordt een deel van de voeding al geflashed. De formule hiervoor is:

c pl

~Tfl ~m

voed

~m

flash

~h

(1)

Bij meertraps filmverdamping is dit flasheffect zeker aanwezig omdat ingaande damp en voeding ongeveer dezelfde temperatuur hebben. De voe-dingstemperatuur moet dan zakken om een drijvende kracht te krijgen. Het flasheffect heeft tot gevolg dat minder stoom aan mantelzijde ge-condenseerd hoeft te worden.

Bij de verschillende trappen is de term ~Tfl niet gelijk. Desondanks is formule (1) herschreven tot:

FL(X)

=

C FIFA(X) (2)

Hierbij is FL(X) de flashstroom van de x-de trap en FIFA(X) de voedings-stroom van de x-de trap. Verder geldt de relatie:

FID(X+l)

=

FID(X) + FL(X) (3)

De term FID(X) staat voor de te condenseren dampstroom in de x-de trap. Er moet in totaal circa 38.200 kg gistwater per uur verdampt worden. Voor een drietraps filmverdamper is dat in formulevorm:

3

I (FID(X) + FL(X» x=l

38.200 kg/h

Voor de voedingsstroom geldt nog: FIFA(X+l)

=

(l-C) FIFA(X) - FID(X)

(4)

(5)

Als we FIFA(l) en FID(l) weten, dan kunnen we alle stromen in het ver-dampingsproces uitrekenen. De beginvoedingsstroom FIFA(l)

=

58.700 kg/ho Voor FID(l) is rekenkundig gevonden:

2 3

38.200 - 6C - 5C + C )~58.700

FID(1)

=

---~---3 - 4C +

c

2

BIJLAGE 11-4 Listing van het programma "Optima"

10 REM "optimalisatie" pr-ogr-amma voor- meer-voudige ver-damplng met 20 REM dampr-ecompr-essie.

30 REM G-opdr-acht ; MAART 1985 40 VDU2

50 MODE3

60 PROCinitialiseer-70 FOR NTRAPX-l TO 5 80 PROCkader-tr-ap

90 FOR LIN-O.75 TO 1.75 STEP 0.25 100 PROCkader-lin

110 FOR DELTATKO-0.5 TO 3 STEP 0.5 120

PROCinivar-130 FOR X-I TO NTRAPX 140 PROCber-eken

150 IF VG>25 THEN F'RINT"MISTFLOW !! I ~ ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !

160 IF F:E_M>2100 THEN PRINT"TURBULENTIE AAN MANTELZIJDE I I

170 IF RE<400 THEN PRINT"LAMINAIRE STROMING AAN PIJPZIJDE

180 NEXT 190 PROCber-ek2 200 PROCuitvoer-210 NEXT 220 NEXT 2:::0 NEXT

240 PRINTTAB(20,20) "EINDE PROGRAMMA"

250 'JDU::·

260 eLS

270 END

280 REM *****************INITIALISEER CONSTANTEN*************** 290

DEFPROCinitialiseer-300 DIM FID(10),FIF(10),FIR(10),LUIT(10),TTOT(10),KTOT(10),Z(1O),M(10) 310 DIM VERMPR(10),VERMPVCI0),VERMP(10),FL(10),FIFA(10)

320 RHOL-I040 330 TBEG-I0l 340 PR-l.73 350 LABDAL-O. 68 360 G-9.81 370 H-6 380 DELTAH-2261E3 390 01-0.04 400 DU-0.0442 410 HS-6 420 F:HOW-I000 430 LABDAST-15 440 KAPF'A= 1. ::: 45') R=461. 5 460 HOOGT=8 470 DPR=0.05 480 DPV-O 49(1 DF'C-0.2 500 LEIDWE-O.5 510 ZGROOT-::(JOO 5:0 ZLLE I N= 1 (l(J 5::0 EF'S=O.5 540 SWL=4200 550 ENDF'ROC 560 REM*************"***INITIALISEER VARIABELEN*********** 570 DEFFROClnivar 580 Y=I) 5'7'0 FID(O)-O 60(1 T-TE:EG+4 610 F'ROCEtal 6:0 T=TBEG 630 5TTOT-0 640 SVERMF-O 65(1 SFIR=O 660 SM-O 670 SZ-Cl 680 5FID=0 690 TTOT(0)-4 700 FIF(1)-58700 710 C-SWL*0.5/DELTAH 720 ENDPROC 730 REM *****************BEREKEN******************** 740 DEFPROCber-eken 750 FID(X)=38200/NTRAF'X 760 FIF(X+l)=FIF(X)-FID(X) 770 SFID-SFID+FID(X) 780 ETALC=ETAL 790 PROCetal 800 PROCpr-andtl 810 NU_L=ETAL/RHOL 820 C-SWL*10.5+TTOT(X-l» /DELTAH 830 RE=LIN/ (3600*NU_L)

850 ALPHA-NU*LABDAL*(NU_L-2/GIA

(-1/31 860 S_INz_{O.369*(3*NU_L}A_{2/GI-(1/31*RE}A_O.5

870 SUIT=(S_INA_{1.538-0.0128*LABDAL*(NU_L}A_2/GIA_{O.179*DELTATKO*H/(ETAL*DELTAHII'}

0.6502 B80 LUIT(XI=3600*NU_L*(SUIT/0.369*(3*NU_LA2/GIA(-1/311~2 890 DAMPP=(1-LUIT(XI/LINI*100 900 Q=DELTATKO*ALPHAIDI/DU 910 L_RE=LIN-(LIN-LUIT(XII*FIF(XI/FID(XI 920 LO=L I N-LJ.;E 930 M(XI=FIF(XI/(RHOL*LOI 940 FIR(XI=M(XI*L_RE*RHOL 950 Z(XI-M(XI/(DI*PII 960 SM-SM+M(XI 970 SFIR-FIR(XI+SFIR 980SZ-SZ+Z(XI 990 PROCrhostoolTo 1000 VG-RHOL/RHOS*(LIN-LUIT(XII/(3600*DII*4 1010 RE_~-4*FID(XI/(3600*PIIDU*ETAL*Z(XII

1020 DELTATC=(O/0.9431~(4/31*(ETALC*HS/(LABDAL~3*RHOW~2*DELTAH*GII' (1/31 1030 DELTATW=O*DUI (2*LABDASTI *LN(DU/DII

1040 TTOT(XI=(DELTATKO+DELTATW+DELTATCI*1.15 1050 KTOT(XI=Q/TTOT(XI

1060 STTOT-STTOT+TTOT(XI+0.5:REM DRUKVAL SCHEIDER 1070 PROCpompen

10BO SVERMP=SVERMP+VERMP(XI

1090 T-T -TTOT (X 1-0.5: REM DRUI::VAL SC HE I DER 1100 ENDPROC

1110 REM **************'*****t*******BEREIIN OVERALLtt**********

1120 DEFPROCber~I.2 1130 SVERMP=SVERMP+VERMPV(41 1140 T2=TBEG4TTOT(11 1150 Tl=T:2-STTOT 1160 PROCd.-uk 1170 I·~=I:APPAI (I':APPA-l I 1180 VEF:MC=FID (11 I <3600H·'. 71 'I:*R* <T1+27::. 151

*

(1--W:2/F·1 I .'. (111<1 I

119') I~OSTC=-VERMC*8*O.1::,:REM 0.08 O. Hl ('.1:,

1200 KOSTI=SM*H*660*0.:2*4.74 121(1 I:OETST= (0. 85E61 Hl. 5184

1220 SVERMF'=S\.'ERMF'+SF I D*9. 81/::,600. (1 O*LE J D~JE+DPC/9. 81/RHOW 110. 8+VERMF' I N+I.'ERr",POP

1230 VERMPC=SFID*9.81/3600*(10*LEIDWE4DPC/9.81/RHOWI/0.8 1240 KOSTPO=SI.'ERMP*S*0.13:REM 0.08 0.100.13

1250 1-::05TTOT=I::OSTC+I:OST I +1:OSTST41<OSTPO 1260 HJDPROC

1270 REM***************************POMPEN******************** 1280 DEFPROCpompen

1290 VERMPR(XI=FIR(XI*9.BI/3600*(10*LEIDWE+DPR/9.81/RHOL+HOOGTI/0.8 1300 VERMPV(XI=FIFA(XI*9.Bl/3600*(10*LEIDWE+DPV/9.81/RHOL+H005TI/0.7 1310 VERMPV(41=FIFA(41*9.81/3600*(10*LEIDWE+(1-0.73081/9.81IRHOLI/0.7 1320 VERMPIN=587~)*9.81/3600*(10*LEIDWE+1/9.81/RHOL+HOOGTII0.7

1330 VERMPOP=18000*9.81/3600*(10*LEIDWE+HOOGT+0.2/9.81/RHOL1/0.7 1340 VERMP(XI-VERMPR(XI+VERMPV(XI 1350 ENDPROC 1360 REM***************************DRUK********************** 1370 DEFPROCdruk 1380 Pl=2.2683-0.06148*Tl+0.00048944*T1A₂ 1390 P2=2.2683-0.06148*T:2+0.00048944*T:2A_:2 1400 ENDPROC 1410 REM***************************KADERTRAP******************* 1420 DEFPROCkadertrap 1430 F'RINT 1440 PRINT"*****t********************_,*************************" 1451) F'R I NT "AAtH AL TRAF'F'EN I S " ; NTRAF'ï.

1460 ENDF'ROC 1470 REM.*************************I:ADERLIN******************** 1480 DEFPROC~ade.-lin 1490 F'RINT 15(10 F'R I NT "1 ' i nIS " ; L 1 N 1510 F'F;INT 1520 PRINT"DELTATFILM OT " 1530 F'RINT 1540 ENDF'ROC

TEMF. TOT COMF'VER REFLUXTOT E:UISTOT I~O~

1550 REM*************************UITVOER********************* 1560 DEFPROCuitv

oe.-1570 IF SFIR:O THEN ENDPROC

1580 F'RINTDELTATI~O;" ", (INT(STTOT*100011/10(IO,INT (-VERI'1C/1(>OOI,INT SFIR,II-:T

sz.

• (1000* (UH (kOSTTOT IlClOO 1 I 1 1590 ENDF'ROC 1600 REM*************************RHOSTOOM***************** 1610 DEFPROCrhostoom 1620 RHOS=T-2*O.00025108-T*0.030145+1.10:21 1630 ENDF'ROC 1640 REM************************PRANDTL*****.lll*******r 1650 DEFPROCp.-andtl 1660 PR=5.8835-0.06405*T+O.000225*T"2 1670 ENDF'ROC 1680 REM***********************ETAL*********_***_***** 1690 DEFPROCetal 1700 ETAL=9.0005E-4-9.465E-6*T+3.25E-B*T-2 171 C> ENDF'ROC

BIJLAGE 11-5 Listing van het programma "Variab"

10 REM programma voor m~ervoudlge verdamplng m~l damprecompressle.

2,) EEN 11 j s t Vi!n Vi1r i ab€:l er. met hun w~ëtrde=.

30 REM G-opdr6cht ; MAA~1 1985 40 MODEb:VOU2 5() 60 70 80 90 1 (,(, 110 1:-0 130 70 140 T070 150 160 170 PROClnltialiseer PROCl, ad!?,-te i'P F'ROCi ni \' 6"-FOR X=1 TO NTRAF'ï. AT~O:BT=5:CT=:::.5 REF'EAT DEL TAn::O (X) =C1 pr,OCbe,· ~I.en

I F DEL 1A11:0 (X) ",1 E-5 THEN ZGROOT=ZNOF:M: ZNOF:M= (ZGRDOT+ZI:LE I NI 12: X= 1: GCTe

I F DEL 1,::,n:0 (X) " 4.9'999 THEN ZI~LE 1 N=ZNOF:M: ZNOF,M= (ZGROOT+ZI:LE 1I~) 12: X= 1: GC

IF Z(X'-ZNORM;O THEN AT=CT EL SE BT=CT

C1= (AT+[:1) /2

UNTIL AB5(Z(X'-ZNORM)~0.5 1 eo PF:OCb~r el,l

19(' IF VG(X) ~:~ THEN F'RINT"MISTFLOW ~!! ! !!! ~!!!!!!!!!!!!!!!!! I I I I I I I I I I"~

200 IF RE M(X'~:IOO THEN PRINT"TURBULENTIE AAN MANTELZIJDE I I " I I I I I I I I "

210 IF RE(X'<400 THEN PRINT"LAMINAIRE STROMING AAN PIJPZIJDE " ' " '" I "

220 NEX1 2:,0 PROCber~I,2 240 PROCultvoer

250 PR I tnT AB (:0' "E INDE F'ROGRAMMA" 260 VDU::

270 CLEAF:: MODE:,

280 END

290 REM *****************INITIALISEER CONETANTEN***************

300 DEFPROCinitiallseer

310 DIM FID(4',FIR(4) ,LUIT(4',TTOT(4' ,I~TOT(4',Z(4" M(41

::20 DIM VERMFR(~),VERMPV(4',VERMP(4),FL(4),FIFA(4',DELTAT~O(41

330 DIM ETALC(4),ETAL(4),PR(4',NU_L(4),C(4',RE(4',NU(41,ALPHA(4) 340 DIM S_IN!~'.SUI1(~',DAMPr(4),Q(4),L_RE(41,LO(4),RHOS(4),VG(4)

350 DIM RE_M(4),OELTATC(4),DELTATW(4),T(41 360 RHOL=1040 370 TBEG= 1 (: 1 380 PF: ( 1 ) = 1 . 73 390 LABDAL=0.68 400 G=9.81 410 H=6 420 DELTAH~2261E3 430 DI=(,. ('4 440 DU=0.O"l42 450 HS=6 460 RHOI.-J~ 1 0(1,) 470 LABO':<ST=15 480 f-::AF'F'A~ I.:, 490 R=461.5 50(' HOO~ï=8 51 (; DF'F:= t). 05· ~::(J DF .. ..;=(' 530 DF'C=O. : 540 LEID~J[=O. 5 550 ZGF:001= 150(' 560 ZI:LE 1 N=500 570 ZNOF<M= 1 000 580 EF'S=O.5 590 SWL=4~OO 6(1(> LIN=l 61 0 ~aRAF'ï.~:, 6:0 ENDFT;OC

6:,,:, R[MU **H~U,*U:tn,**~ n~ITIALISEEF I.'AC,:APE:"'E:!U1 U I"j * n 1.' b~0 OEFFRO:.nlvar t,o,':; X=1 6i.:(j F![' «(1):::(1 67(' T! I) =1BEG~~ 680 F'F:OCet 2,1 69'0 T ( 1 ~ =TP[[" 7('(1 STT01 =0 71 (I S'.'ERMF'=O 72(1 SF I F:=(I T::,(I 5M~O 7"1(, SZ~O 75(, SFID=O 760 TT01«(I)=4 770 FIFA(I)=58700

780 C(ll=S.JU (0. 5+TTOT ():--1) /DEL TAH

790 FIO(I)=(38200-(6*C(I)-5*C(l)'2+C(l)A3) *58700l~(3-4*C(1)+C(I)A~) eOt) ENOF'F:OC

810 REM *****************BEREI~N*************r****** 8:0 DEFPROCbere~en 830 C(X'=SWl*(O.5+TTOT(X-l"/OElTAH 840 Fl(X'=C(X'*FIFA(X' 850 FID(X+l'=FIO(X'+Fl(X' 860 FIFA(X+l'=(I-C(X',.FIFA(X'-FIO(X' 880 ETALC(X'=ETAl(X' 890 PF:OCetal 900 PF:OCpr'andtl 910 NU_L(X'=ETAl(X'/RHOl 920 RE(X'=LIN/ (3600.NU L(X"

930 NU(X'=(0.152-0.7787(PR(X'+5.47" .RE(X,AO.:3l

940 ALPHA(X'=NU(X'*lABDAL*(NU_l(X'~2/G,A(-1/3'

950 5 IN(X'=0.369*(3*NU l(X,A2/G'~(1/3"RE(X'~O.5

960 sGIT(X'=(S_IN(X)~1.~38-0.01:8*lABDAlr(NU_l(X!-2/G'-0.179tDElTAT~0(X,rH/([T

Al(X'*DELTAH" '~.650:

970 lUIT (X'=:;,600lNU l(X'*(SUIT(X'/0.369*(3*NU l (X" :/G)' (-1I3)" '2

980 DAMPP(X'=(1-lUI~(X'/LIN'.100 -990 Q(X'=DElTAT~O(X'*ALPHA(X'*DI/DU

1000 l_RE (X, =LIN-(LI N-LU IT (X, , *FIFA (X, /FID (X,

* (

1-C ( X ) )

1010 LO(X'=lIN-l_RE(X'

1020 M(X'=FIFA(X'/(RHOL*LO(X" l ( l -C (X) )

1030 FIR(X'=M(X)*l_RE(X'*RHOL

1040 Z(X'=M(X)/(DUF'J) 1050 ENOF'ROC 1060 REM ****'**'***'**********'**BEREI 1*********,*****,******** 1070 DEFPROCbere~1 1080 SM=SM+M (X, 1090 SFIR=FIR(X'+SFIR 1100SZ=SZ+Z(XI 1110 PROCrhostoom

1

075

SFID=SFID+FID(

X)

1120 VG(XI=RHOl/RHOS(XI' (lIN-lUJT(XII/(3600IDJII4 1130 RE_M(X)=4*FID(X)/(3600~Pl*DU.ETAl(X).Z(X))

11L10 DEL TATC (X I = (0 (X) 10.943) .... (4/3) l (ETAL.C (X) :tHE: (lABDAV··:.tRHOL~···2*DEl TAH*GI )., "tl

3)

1150 DELTATW(X)=D(XI*OU/(2*lABDAST):tlN(DU/Ol)

1160 TTOT(X)=<DELTATI:O(X)+DELTATW(X)+DElTATC(X»).1.15

1170 ~TOT(X)=Q(X)/TTOT(X)

1180 STTOT=STTOT + TTOT ( X I + O. 5: REM DF,UI:VAl SCHE! DER

1190 PROCpompen

1200 SVERMP=SVERMP+VERMP(X)

1210 T(X+l)=T(X)-TTOT(X)-0.5:REM DRU~VAl SCHEIDES

1 :2,) ErJDF'F:OC 1 =-:':' F.:-_ ;': _;( ~ _ Jt ~ • ~ t ~ ~ _ • 'i :t :; ~ ~ .. ~ '" ~ t r " )! ~ " ~ !... 1-l.. ~ ... : J O', ':" t .. '-L , ~ : ~ ., : :t I. ~ ~ ~ " 1~~() D[rF'ROCL~rE:: 1200 T2=TBEG4TTOl (1) 1210 Tl=T2-5T10T 128(1 F'F:OCd,.-ul. 1 =C;',) ~-::::kAF'F'A/ <LP,F'F'A-l) 1~1(1 VOSTC=-VER~C~8*·:!.13:RE~~ (1.1:)8 (!. l(l o. 1~ 1320 ~OSTI=SM.H'6tO*0.:.4.74 1 :::.(: LOSTST= (0. 8~.Et.) tI). =·184

1340 EVERMP=SVERMP+SFID,D.81/3b00~ (10.lEIOWE+OFC.·~.21!RHD~)/0.8+~ERMrIN+~ER~ÇOP

1 :.:,(: VEF:MF'C--SF I D. C;'. 81/3600., ( 1 O~::"'E I DWE· OF·C/S'. Ei 1 /F:HCr':) /').8 136') 1··OSTPO=S,'EF:MF·as.'). 13·: F:Et·: O. OS 0.10 ('.13

1370 I:OSTTOT=t:OSTC+I;OST I +1 ;OE.TST +I"OETF'O .

1 :;,8') ENDF'ROC

1390 REM'tl**f**~I***I'*****'*~'**'POMPEN.t •• ,* r " * ' I * " ' " * *

lL100 DEFPROCpompen

1410 VERMPR(X)=FIR(X)*9.81/3600'(IO*:...EIDWE+DPR/9.81/RHOL+HO05TI/0.8 1 LI:,) \'EF:MF"" (X) =F J FA (X) • 9.81/:;,600. (1 OtLEH>WE +DF·'.'/9. 8: /F:HOl+HOOGT) 10.7

1430 VERMPV(4)=FJFA(4).9.81/3600r(10.lEIDWE+(1-0.7308)/9.81/RHOl)/0.7

1440 VERMPIN=58700.9.81/3600t(10llEIDW[+1/9.81/RHDl.HOOGT)10.7 1450 VERMPOP=18~)0*9.81/3600*(10IlEJDWE+HOOGT+0.2;9.81/RHOl)/0.7 1460 VERMP(X)=VERMPReXI+VERMPV(X) 1470 ENDF'ROC 1480 F:EMU * ** * * ** ***

*

** * * * * * * * U' U *DRUI. * IU *:t * U n

'*

** •.•

*.,..

*.

1490 DEFPROCdru~ 1500 Pl=2.2683-0.06148*Tl+0.00048944*Tl~2 1~10 P2=2.:683-0.061L18'T2+0.00048944:tT2A : 15:0 ENDPROC

1530 REMt:t * * * * * *,*U*** *1 * * * * .. ***

*

II:ADERTRAF"

*

t *.

*

•

.

:t

*.

:

*.:1:

*'.

*

.*t

1540 DEFPROC~adertrap

1550 PRHH

1560 PRINT TAB (7) "un*,* **.***, uuu*** •• tUtU * *u ...

**

.:, * u u .u*t* *."

1~70 F'F:INT TAB (7) "LIJST VAN COtJSTAtJTEN EN VARIABELEN [':IJ En~ DRIETRAPS"

1580 PRINT TAB (7) "VEF:DAMF'ING MET DAMF'RECOMF·F:ESSIE."

1590 PRINT TAB (7) "UU:H .• *t*-UUIU * u · n u u . u U U.U t

*

, u u.t ' U t t t U *" 1600 PRINT

1610 F'RINT TAB (:0) "aantal träppen is : 3"

1620 PR I NT TAB <:20) "I ' i n i s : 1 " 1630 ENDFROC 1640 REM*********.***************RHOSTOOMtl"************l 1650 DEFPROCrhostoom 1660 RHOS(XI=T(X)A2.0.00025108-T(X)*0.030145+1.1021 1670 ENDF'ROC

1680 REM************************PRANDTL***************** 1690 DEFPROCpr~ndtl 1700 PRIXI~5.8835-0.06405*TIXI+0.000:2:25*TIXI-2 1710 ENDPROC 1720 REM***********************ETAL***.*****.*******.' 1730 DEFPROCetal

1740 ETALIXI~9.0005E-4-9.465E-6*TIXI43.25E-8*TIXI-2

1750 ENDPROC

1760 REM************************UITVOER********.t********.*

1770 DEFPROCuitvoer

1780 PRINT TAf: 1:201 "aantal pijpen i s : ",ZNOF:M 1 790 F'F: 1 NT

1800 F'RINT TABI71 "DE VAF:IAf:ELEt~ NEMEN DE VOLGENDE WAARDEr, AAN:" 1810 F'F:INT

1620 PRINT

18:,0 F'R I NT" 1840 PF:INT 1850 @i~=~{ 1 0508

" VARIAf:ELE " lstE TRAF' 2dE TRAP " 3de TRAP

1860 PRINTTAf:1121"ETALC",:FOR I~l TO :' :F'RINT TAB«l:?+I::IIII,ETALCIII;:NEXT 1870 PRINT:PRINTTAE<1121"ETAL",:FOF: 1=1 TO::' :F'F:ltn TI",BI(12+12nll;ETA:"'III;:NEX: 1880 F'RINT:PRINTTAB(121"PR",:FOF, 1=1 TO :, :F'RItJT TAB«1:+120)I,F'R(I1;:NEXT 1890 F'F:ltH:F'F:INTTAB(121"NU_L";:FOR 1=1 TO 3 :F'F:INT TAB« 1:?"'12n»,NU_L(II,:NEX'

1900 PRINT:F'RINTT""B(121"C";:FOR 1'=1 TO ::: :PRItJT T,o,E«(I:2"'I:2UII;C(I);:tJEXT 1910 F'RHJT:F'RINTTA[«121"F:Epljp",:FOR 1=1 TO :::. :F'F:INT TABI(12+1::nll;RE(II;:tJEXT 1920 PRHJT:PRINTTAB<121"NU",:FOR 1=1 TO 3 :PRINT TAB«12"'12*III,NU(II;:NEXT 1930 PRINT:F'RINTTAB(121"ALPHA";:FOR 1=1 TO 3 :PRINT TAB«12"'12*III;ALPHA(II,:tJE XT

1940 PRINT:PRINTTAB(121"S_IN",:FOR 1=1 TO 3 :PRINT TAB«12+12UII,S_IN(II;:NEXT

1950 PRINT:PRINTTAB(121"SUIT";:FOR 1=1 TO 3 :PRINT TAB(112"'12*III;SUITIII,:NEXT 1960 PRINT:PRINTTAB(121"DAMPP";:FOF: 1=1 TO 3 :PRINT TAB«12+12*III;DAMPP(II;:NE XT

1970 PRINT:PRINTTAB(I:2I"Q";:FOR 1=1 TO 3 :PRINT TAB« 12+12*III;Q(II;:NEXT 1980 PRINT:PRINTTAB(121"L_F:E";:FOF: 1=1 TO 3 :PRINT TAB«12"'12UII,L_RE<II;:NEXT 1990 PRINT:PRINTTAB(121"LO";:FOR 1=1 TO 3 :PRINT TAB«12+12UII,LO(I1;:NEXT 2000 PRINT:PRINTTAB(121"RHOS";:FOR 1=1 TO::: :F'RINT TAB«12+12*I)I;RHOS(II;:NEXT 2010 PRINT:PRINTTAB(12) "VG",:FOR 1=1 TO 3 :F'RINT TAB«12+12UII;VG(II;:NEXT 20::0 PRINT:PRINTTAB(l::I"RE_M";:FOR 1=1 TO 3 :PRINT TAB«12"'12*l)I;RE_MIII;:NEXT 2030 PRINT:PRINTTAB(12)"DELTATC";:FOR 1=1 TO 3 :PRINT TABI(12+12*I)I;DELTATCII) ;: NEXT

2040 PRINT:PRINTTAB(121"DELTATW",:FOR 1=1 TO ,_, :PRINT TAB«12+12*I)I;DELTATW(II ; :NEXT

2050 PRINT:F'RINTTAB(121"T",:FOR 1=1 TO 3 :PRINT TAB«12+12*I);T(I1;:NEXT 2060 PRINT:PRINTTAB(12)"FID",:FOF: 1=1 TO 3 :PRINT TAB(112+12*l)I,FID(IJ;:NEXT 2070 PRINT:PF:INTTAB(121"FIF:";:FOR I~l TO 3 :PRINT TAB«12+12*III;FIRIII;:NEXT 2c)80 PRINT:PRINTTAB(12) "LUIT";:FOF: 1=1 TO 3 :PRINT TAB«12+12*l»;LUIT(Il;:NEXT 2090 PRINT:PRINTTAB(12) "TTOT",:FOR 1=1 TO 3 :PF:INT TABI(12"'1::U)I;TTOTIII;:NEXl 21,)(l F'F:INT:PRINTTAB(121"I<TOT";:FOR 1=1 TO 3 :PRINT TAB«12"'12*III;I~TOTII);:NEXl 2110 PRINT:PF:INTTAB<121"Z",:FOR 1=1 TO 3 :PF:INT TABII12"'12UII,Z(Il,:NEXT 21:20 PRINT:PF:INTTAB(12)"M";:FOR 1=1 TO 3 :PRINT TAB(112+12*I»;M(I1;:NEXT 2130 F'F:INT:F'RINTTAB(I::I"v'EF:MPR",:FOF: 1=1 TO 3 :PRINT TAB(112+12U»;VERMF'R(II,: r-JEXT

2140 PRINT:PRINTTAB(121 "VERMPV", : FOF: 1=1 TO 3 :PRINT TAB( (12+12*1) I ;VERMF'...,(II,: NEXT

2150 PRINT:F'RINTTAB(121"'JERMP",:FOR 1=1 TO 3 :PRINT TAB«12+12U»;VERMF'III;:NE XT

2160 PRINT:PRINTTAB(121"FL",:FOR 1=1 TO 3 :PRINT TAB«12"'1:2*I»;FLII);:NEXT 2170 PRINT:F'RINTTAB(121"FIFA",:FOR 1=1 TO 3 :PRINT TAB« 12+12*III,FIFAIl),:NEU 2180 PRINT:PRINTTABI121"OELTATKO";:FOR 1=1 TO :::: :PRINT TABI(12+12U),OELTAn.:0( I) , : NEXT

2190 PRINT

2200 PRINT

2:210 F'RINT TAB(71"DE CONSTANTEN HEBBEN DE VOLGENDE WAARDEN :" 22:2') F'R I NT

2230 PRINTTAB I 121 "RHOL", TAB (23) F:HOL, TAB (36) "G", TAB 147 I G 2240 PRINTTAB (121 "T8EG"; TAB (23) TBEG, TAB (36) "H"; TAB (47) H

2250 F'RINTTAB I 121 "PR I 1 I"; TAB (23) F'R (1 I, TAB (36) "DEL TAH", TAB (47) DEL TAH 2260 F'RINTTAB (121 "LABDAL"; TAB(231 LABDAL, TAB C61 "DI", TAB (47) DI 2270 PRINTTAB (121 "OU", TAB (231 DU, TAB 1 361 "HS", TAB 1 47) HS

::280 F'RINTTAB (12) "RHOW" ; TAB 1:23) RHOW, TAB (361 "LA80AST", TAB (47) LABDAST 2290 PR INTTAB ( 12) "KAF'PA", TAB 1 2:,1 t.:AF'F'A, TAB (36) "R", TAB (47) R

2300 PRI NTTAB (12) "HOOGT", TAB (23) HOOGT; TAB (36) "DF'R"; TAB (47) DPR 231 <) PR INTTAB (12) "DPV" , TAB 1 23) DF'V, TAB (36) "DPC", TAB (47 I DPC

2320 PRINTTAB 1121 "LEIDWE"; TAB (:2:,) LEIDWE; TAB 1361" ZGROOT", TAB (47) ZGROOT 2330 PR INTTAB 1 12) "n :LE IN", TAB C31 n:LE IN, TAB <?-6) "EF'S", TAB 1 4 7) EF'S :::.40 PF: INTTAB 1 1:: I "S~JL"; TAB (23) SWL, TAB (36) "STTOT ", TAB i 4,.) STTOT 2:,5(l F'R INTTAB (12) "SI/ERMF''', TAB (:23) SVEF:MF'; TAf: (::,6 I "SF 1 R", TAB (47) SF I R 23·60 F'F:INTTAB(12)"SM";TABI23)SM;TAB(36)"SZ",TAB(47lSZ

2370 F'F\INTTAB (1::) "SF I D"; TAB (23) SF I D, TAB <?-6) "T::", TAB (47) T2 23,80 PRINTTAB(12)"Tl";TABC3)Tl TAB(36)"PI",TABI47)PI

2390 PR INTTAB (12) "P::" ,TAB (::3) F'2 TAB (36) "\IERMC", TAB (47) -VERMC

:2400 PRItHTABI1:2I"I:.OSTC",TAB<:::3 t'::OSTC;TAB(36) ''kOSTI'',TAB(47)1,OSTI _ " .... ,

2410 PRINTTA8(12) "t':.OSTST";TABC H,OSTST,TAB(36) "VEF:Mpl,1 (4) ". TAB (4/) VERI'1F y ,41

2420 F'R INTTAB ( 12) "VERMPC" , TAB 12 ) VERMPC; TAB (:,6) "KOSTPO" ; TAB (47) I' .. OSTPO 2430 PF:INTTAB (12) "I<OSTTOT", TABl 3) kOSTTOT, TAB (36) "'JERMPIN", TAB (47) VERMPIN 2440 F'R! NTTAB ( 12 I "\lERMF'OP"; TAB 1 3) 'JERMPOP, TAB <36 I "F I FA 1 4) "; TAB 1 4 7) F I FA (4) ::460 I~/..=~~ 1 0

BIJLAGE 11-6 Lijst van variabelen VAFdABELE ALF'HA(X) AT BT C(X) CT DAMF'F' (X) DELTAH DELTATC(X) DELTATKO(X) DELTATW(X) DI DF'C DF'R DF'V DU EF'S ETAL ex) ETALC(X) F ID (X) FIFA(X) FIR(X) FL ex) G H HOOGT(X) HS KAPPA VOSTC KOSTI f·.OSTF·O KOST ST f:OSTTOT KTOT(X) LABDAL LABOAST LEID~JE LIN Loex) LUIT ex) L.,REeX) M ex) tH'R AF' ï. NUeXJ NLLL(X) F'l F'2 PR (X) Q (X) R F:E ': X) RE_MeX) RHOL RHOS(X) F:HüW SFID SFIR SM STTOT SUIT ex J S'JEF:r1F' SWL SZ S_INeX) Te X) Tl T2 TBEG TTOT(X) VERMC VERMP(X) VERMFC VEF:MF' I N VERMF'OF' VERMF'R(X) VERMPV(X) I.'G (X) X Z (X J ZGROOT n:LE I N ZNORM EENH. lol I 1T,"2K Qraad C graad C graad C J/kQ graad C graad C graad C m bar bar bar m Ns/m'''2 Ns/m"2 kg/h kg/h kg/h kg/h m/s""2 m m m guldens guldens g~\l dens guldens guldens W/m"'2f< lol I mI-:: W/mf: bar m'~"3/hm m"'3/hm m···3/hm m"3/hm m m· ... ·2/s bar bar ilJ/m ... .., Jlkgf: kg/IT,"3 kg/m"':; kg/m "'3 kg/~, Lg/r, m gröêo.d m W J /kgf. m graad graad graad graad graad lol W W lol lol W W mis C C C C C C AAND. Al dampï. Ah ti Tc:ondens t>Tfilm A Twand di du 'tl '11 "damp ,,"voeding Cf ref 1 u:·, g IC Ktot ... l .U kst ... l l ' in 1 Cl' l ' ui t l ' re Nusselt '11 F'randel q R RE')lnolds Reynolds

el

(?stoom

e

w c:p Vg OMSCHRIJVING ====:::::=======

onder~te waarde deltatko bovenste waarde deltatko werkc:onstante ber. flash startwaarde deltatko verdampings warmte temp.over kokende film lnwendige diameter benodiQde dP c:ondenspomp benodigde dF' refluxpomp benodigde dF' voedingspomp ultwendige diameter pijp nauwkeurigheid a ... ntal pljP voedlngs ::ijde

c:ondens ::ijde

flash pijphoogte

opvoerhoogte voor pompen sc:hotelafstand c:ondenszijde energie kosten c:ompressor

jaarlijkse kosten investe. energie kosten pompen kosten benodigde stoom jaar lasten

(RVS 316)

leidingweerstand vl. belasting voeding vl. belasting door reflux totale buisomtrek

aantal trappen over de film druk c:ompressor in dru~. compressor uit

gas c:onstante over de film mantel::ijde rho zuiver water sommatie dampstromen sommatle reflu::stromen sommatle buisomtrek sommatie temp.versc:h. f i 1 md 1 kt e ~Ii t sommatle pompvermogens sommatie aantal pljpen

f i 1 md i kt e i n

ingaande temp. verdamper temp. c:ompressor in

verdampingstemp. c:ompres. uit temp. eerste verdamper totale temp. vers. stoom-damp c:ompressor vermogen

som VERMPR(XJ,VERMPV(X) vermogen pomp c:ondensaat verm.pomp voedingsstroom vermogen pomp produc:tstroom vermogen reflu::pomp

vermogen voedinQspomp dampsnelheid in pijp Xde trap

berekend aantal pijpen max. aantal pijpen min. aantal pijpen norm aantal pijpen

1'in IS DELTATFILM 1'in IS 0 .. 5 1.5 2 ~ ~ ~.~ ~> DELTATFILM 0.5 1 .. 5 2 ~ e ~ • ..J 3 0.75 I ' i nIS 1.25 DELTATFILM 0.5 1.5 2 ~ e ~ • ..J 3 1'in IS 1.5 DELTATFILM I'in IS 0.5 1.5 2 ~ e L • ..J 3 DELTATFILM 0.5 1 .. 5 2 ~ e .;. • ..J 3 1. 75 TEMP. TOT 1. 99 :·.67 5.455 7 -9. '1 11. 3 TEMP. TOT 2.0l,1 3.831 5.715 7.686 9.727 11.829 TEMP. TOT 2.121 3.965 5.931 7.991 10.1:'5 12. :::;:6

COMPVER REFLUXTOT BUISTOT

185 341 507 67C 8~~ 1035 797216 372144 2::.0~35 159~ó5 116697 88:".37 8r::2 11:85 ::'947 2:;::::: 1789 1500

COMPVER REFLUXTOT BUISTOT

192 ::56 5:·1 712 898 1089 1007365 477510 300527 211986 158860 123452 8157 4102 2748 2071 1664 1393

COMPVER REFLUXTOT BUISTOT

197 :·69 551 740 9·::5 11 ::.4 1205361 576846 366815 261717 19864:::: 156595 7737 :·890 2604 1961 1575 1317 1"05TToT 4794000 2891000 ~373(1()O ~~()700(' 21841:,1)(, 2~340(IO l<oSTToT 539000 773000 3(18(100 173000 172000 =411)1)(' I<OSTTOT 4::::56000 '2691000 2264000 215'2':'00 :2170(1I)(J =~54000

TEMP. TOT CoMPVER REFLUXTOT BUISTOT KOSTTOT

2.172 4.08 6.118 8.254 10.47 12.755 202 379 568 764 966 1173 1394151 671617 430072 309182 236619 188240 7411 37'25 2493 1876 1506 1259 4216000 2628000 223~('OO 2139000 2172000 ~2681:100

TEMP. TOT CoMPVER REFLUXTOT BUISTOT KOSTTOT

2.~18 4.183 6.284 8.487 10.775 1 : .. 135 206 389 583 785 994 1207 1575592 762746 49091<) 354838 ~73J 5:. 218686 7145 3591 2403 1808 IlJ50 1212 4104000 2579000 22080(10 2131000 2176000 22831)00 AANTnL TRA~~EN IS 2 1'in IS DELTATFILM (J.5 1.5 2 3 I ' i n IS DELTATFILM 0.5 1 .. 5 2 ~ e _ • ..J 3 (l~75 I ' i nIS 1.25 DELTATFILM 0.5 1.5 2 .., e ~ • ..J 3 1'in IS 1.5 DELTATFILM I'in IS 0.5 1 .. 5 2 ~ e .:.. • ..J 3 DELTATFILM 0.5 1.5 2 ~ e ~.u 3 1. 75 TeMP. TOT 3.979 7.327 10.87 14.551 18.3·11 22.219 TEMP. TOT 4.122 7.647 11.383 15.27 19.274 23.373 TEMF·. TOT 4.241 7.912 11.81 15.867 20.049 24.331

CoM~VER REFLUXTOT BUISTOT

187 3118 .,.~~ ..J_~ 705 896 1095 765772 3LJO~15 198379 127602 85::67 57157 8815 4473 :.026 2304 1872 1586

CoMPVER REFLUXToT BUISTOT 194 364 ~47 741 944 11~4 978302 447912 271073 182822 1 :.(11)34 94985 8237 4179 2826 ~151 1747 1478

CoMPVER REFLUXTOT BUISTOT

200 377 568 771 984 1204 1178624 549545 339739 ~35034 172410 13(:'835 7816 :::965 2681 2040 1657 1402 I:OSTToT 4834000 2934000 2425000 2~72000 2265000 ::335000 KOSTTOT 4579000 2816000 2360000 ~::'39000 2257000 2348000 KOSTTOT 4395000 273300(1 2317000 2221000 2258000 2365000

TEMP. TOT COMPVER REFLUXTOT BUISTOT KOSTTOT

4.343 8.142 12.178 16.38:. 20.719 25.158 ~05 388 587 797 1018 1247 1369700 646588 405358 284970 212972 165183 7488 3799 2569 1955 1587 1344 4254000 2671000 2286000 2=100(10 2263000 2384000

TEMP. TOT CoMPVER REFLUXToT BUISTOT KOSTTOT

4.434 8.344 12.504 16.839 21.3·11 25.89 209 398 603 8~O 1048 1285 1553394 739971 468546 33·:·089 ::5::089 198::::::4 7221 3665 2478 1886 15::'2 1296 4141000 262=000 2::63(100 =204000 2::70000 2403000 O:! H C,.j

5:

gJ

H H I --.J C H·

~

~

~

<:

111 ::l ::r n> rt' ~ o \.Q ~

i

111

ö

rt'

a·

Ol : I w --.J 1