Gistwaterconcentratie; een onderzoek naar 3 alternatieven bij Gist-Brocades

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. Vooy 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 ein~eloze verhalen over wat er in de techniek wel niet allemaal mis kan gaan, een bron van inspiratie voor ons was.

Carel Daudey Ronald Free Erwin Helwig

Rornbout van Herwijnen Arnold Knottnerus Martin Koopmans John Oomens Jan Pranger

SAMENVATTING

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

-Drietraps filmverdarnping met mechanische damprecompressie; -Mernbraanfiltratie;

-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 mernbraanfil-tratie.

Gezien de onnauwkeurigheid van de Lang-methode, en het gebrek aan ervaring met vriesconcentratie en mernbraanfiltratie in installaties van dit soort, kan de filmverdarnping 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 1.1 Uitgangspunten van het ontwerp

11 MEERVOUDIGE FILMVERDAMPING MET MECHANISCHE DAMP RECOMPRESSIE

1. INLEIDING

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

3. BESCHRIJVING VAN HET REKENPROGRAl1MA 3.1. Programma "OPTIMA" 3.2. Programma "VARIAB" 3.3. Resultaten 4. FLOWSHEET 5. PROCESKUNDI GE 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

20 20 20 21 21 22 22 22 23 24 25 BIJLAGEN: 11.1 Berekening filmverdamping 26

11. 2 Limieten 28

11. 3 Flasheffect 30

11.4 Listing "Optima" 31 11.5 Listing "Variab" 33

11.6 Lijst van variabelen 36

11. 7 Uitvoer "Optima" 37 11.8 Invloed van temperatuur en

schotel-hoogte op de totale kosten 40 11. 9 Uitvoer "Variab" 41 11.10 Berekening van compressorvermogen 42 11.11 Bepaling van de oververhitting van

de damp uit de compressor 43 11.12 Uitwerking van de warmtewisselaar 44 11.13 Uitwerking van de condensor 46

11.14 Berekening pompen 48

11.15 De Lang-methode 50

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

3.2. Bespreking van de mernbraaninstallatie 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 perrneaat 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 mernbraanmodules 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. Propaancircuit 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 I-l ). Voor het ontwerp van de membraanfiltratie was tevens een uitgebreide map met onder andere proeffabriekexperimenten aan bepaalde membranen aanwezig .. " ",'

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 600C 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 rnembraanfiltratie 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.kornt een onder-linge vergelijking aan de orde. De hoofdstukken 11, 111 en IV zijn verder onafhankelijk van elkaar te lezen.

BIJLAGE 1-1 Uitgangspunten van het ontwerp

Gemiddelde samenstelling t-gistwater

droge stof w/wll. vaste stof w/w%

AS-gehalte op droge stof %

N kj (mg/l) P O " 2 5

"

"

++ Ca " + K + Na COD

"

"

Ethanol" pH T o C Utilities en tarieven Stoom 1.47 bar 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. KOSTENSCHATTING

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

i i " . I I j ! I ' . , ! ! . , l I j • I I i ! i I I , I ! I I damp en vloeistof ëondens eflux produkt

Figuur 11.2.1. 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.

~

damp

voeding

~I ---~~rU-X---V-O~:·d~i-n-g---~lreflux

damp

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: 4> I' = _m_:::.-SV' p ·M 1 (1)

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

z

=

M 'TT d. ~ (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 I' groter is dan 0,4 m3/(h m).

Het verband tussen filmdikte en bevloeiing is als volgt (lit.l): 2 \)1 s

=

0,369 ( 3 - -) g 1/3 I' 1/2 ( 3600 \)1 ) (3)

Hierbij is s de fi1mdikte, \)1 de kinematische viscositeit van gistwater en g de valversne11ing.

~r

_t

l~ n

•

I' uit

•

1

,

0

-\

,

1 'in

"""""",---' I

1~it

} - - -

...

-

..

--l ' l ' re

Figuur 11.2.3. Filmdikte s en bevloeiing l ' in een pijp.

De afname in filmdikte is met de volgende formule te berekenen (zie voor afleiding bijlage 11-1):

s , = Ul.t 1,538 s, l.n 0,0128 Àl 6T ko H

n

l 6h 2

\\

0,179 0,6502 (4) De 6T

ko 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 6h.

Er moet een refluxstroom aanwezig zijn omdat in de pijp naar verhou-ding niet genoeg damp gevormd wordt. Figuur 11.2.4 geeft schematisch de bevloeiingen door een pijp weer. De refluxbevloeiing wordt:

l' re l ' in - ( ~

-

~ mvoed mflash ~ mdamp 2.3. Warmteoverdracht l ' - l ' ) in uit (5)

Voor de warmteoverdrachtscoëfficiënt van de kokende film geeft Billet ( l i t . l ) :

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 d u u q~ In ( d st i (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.

11.3. 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 11.3.1. 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 interpolatie 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 beinvloed 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 is 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 "VARlAB" verkregen waarden, zijn

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

10

cp

cp

CV

cp

H H

•

W Y

...

~ (f) rt 11 0 PROCberek2 I

~

UI 0 ::r 11) EI DJ '0 '1 0 10 '1 DELTATKO=

J

i

DELTATKO+O. _I DJ

_...

~ 0 I Y _~

~

H PROCbereken I

~

_LIN=LIN+

~

0.25

--.-J

~

y I NTRAP= NTRAP+l I

1

/.

__

._~P ~ y X=X+l

~

AT=O BT=5 CT=2.5 OELTATKO=CT PROCbereken BT=CT CT =( AT+BT)/ Zgroot= Znonn Zklein= Znonn AT=CT y Znonn= (Zgroot+ Zklein)/2 B PROCberekl X=X+l PROCberek2 <0 H H W N Ul rt ~ 0

~

Ul 0 ::r (1) El DJ '0 ~ 0 <0 ~

i

I 0 -DJ LT1 I

~

:u H

G;

y

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-Hl6. 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

o

verwerkingseenheid, de "indikker". De voeding wordt opgewarmd van 35 C tot lOS.SoC door eerst te warmtewisselen in warmtewisselaar Hl met het condensaat, wat een temperatuur heeft van 97.7o

c.

De voeding wordt

op-0 0 .

gewarmd tot 92.6 C en verder tot 105.5 C opgewarmd 1n een stoomcondensor Hl3.

Al het condensaat wordt opgevangen in het vat TlB 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 HIJ CONDENSOR 2

CIO COMPRESSOR H14-H16 FtLM VERDAMPERS

4

Hll WARMTEWISSELAAR _{T 17} VOORRIVlD TIINK _c,

H12 DIRECT CONTACT CONDENSER TIB OPVANr.VAT

f; T-GISTWATER DAMP CONCENTRAAT C0NDENSAAT STOOM RF.ft.UX P5 Benaming: FIGUUR n -4.1

MEERVOUDIGE VERDAMPING MET

MECHANISCHE DAMPRECOMPRESSIE

-®

DRUK [BAR A J

flJ

TEMPERATUUR ['C J

rechnledle Hogeechool 0.lil Werktuigbouwkunde

Lab. Appar.' ... bouw """'. Incl. Gel: C.F.O. d.d. 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 90.0oC 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 Ir.5.1.

TABEL 11.5.1. De grootte van de verschillende massastromen en de temperatuur van die stromen per trap.

Nr. trap Trap 1 Trap 2 Trap 3

.. T(cC) T(oC) T(oC) <Pm (t/h) <P _m (t/h) <P _m (t/h) rvoedingsstroom 58.7 105.5 46.3 101 33.5 95.

r

pampstroum in 11. 9 105.4 12.4 101 U.8 95.7 ~ondensstroom ll. 9 L04.8 12.4 99.8 97.5 90.0

lRef 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

e.

De dampstroom be-draagt 13.1 ton/uur en heeft een temperatuur van 90.0oC.

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 550C. De condensatietemperatuur van de damp is 105.40C.

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 condensstroom 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.So

c.

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 3SoC naar 92.6oC en de condensstroom van 57.7 ton/uur met een tem-peratuur van 97.7o

c

afgekoeld tot 390C. 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

92.6o

c

tot 105. SoC. Er is hiervoor 1.4 ton stoom per uur nodig van

11 OOC bij een druk van 1 47 . bar. De hoeveelhei d stoom wor t gerege d ld op de temperatuur van de voedingsstroom die uit de condensor komt. De berekening is heel globaal en wordt weergegeven in bijlage 11-13 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 Pompèn

De berekening van de pompen wordt gegeven in bijlage II-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,riderhoud).

jaarlijkse lasten (zoals energie, chemicaliën en personeelskosten). De grootte van de investeringen is geschat met behulp van de Lang-methode (zie bijlageIr-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-o

gesproken dat het concentraat op een temperatuur van 60 C moet wor-den afgeleverd. De concentraatstroom is echter 90oc. 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 kosten schattingen is gebruik gemaakt van opgave van de fa-brikant (compressor), eigen schattingen (direct contact condensor, condensvat) , het WEBcr prijzenboekje 1984 (lit. 5 ) (condensor, warm-tewisselaar, verdampers, pompen en opslagtank).

6.2. Investeringen

Aanschaf Langfactor Totaal

(kil (kil 1. _{Verdampers H} 14 - 16 1650 4.74 7821 2. Compressor Cio 1400 1. 70 2380 3. Warmtewisselaar HU 354 4.74 1678 4. Pompen Pl-9 140 4.74 664 5. Opslagtank Tl 7 154 3.32 511 6. Condensor H 13 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: PVDP bekledin0 (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) TCYrAAL 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

indikkingsper-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 Mf13.5.

o

De concentraatstroom heeft een temperatuur van 90

c.

Om deze terug te brengen naar 600C moet er aan de stroom 714 kW onttrokken worden,

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 11-1 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 9 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 dl 2

n

l s ds 2 A

Substitutie in (1) levert op: 2 -A al 6T ko s ds 2n 1 6h dH (5) (6) (7)

Voor de warmteoverdrachtscoëfficiënt van de kokende film geeft Billet

( l i t . l ) : a = B Nu I 1 met g B (8) 1/3 (9)

Het aangepaste Nusseltgetal is een functie van Reynolds: 0,231 Nu' = C Re met 0,778 C = ( 0,152 -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 (11) gecombineerd: 1,538 6T k H 0,538 -A B C s ds Tl l 6h o dH

Integreren van deze formule met s

=

s. ~n H

=

H zorgt voor de volgende relatie:

1,538 1,538 1,538 B C 6T ko H s - s. -A uit ~n 1,538 Tl_l 6h ofwel 0,0128 _{"1 6Tko} 2 1,538 H Vl s uit s~n . Tl_l & g (11 ) (12) voor H

o

en s s uit voor (13) 0,179 0,6502 (14 )

BIJLAGE II-2 Limieten

1.Bevloeiing

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

=

0,3 m3j(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 VI (1) Met V l = 2,68 10-7

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

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 vl - 0,27 (2)

Hierbij stelt v

g de gassnelheid en vl de vloeistofsnelheid voor.

Chesters (lit.4) geeft enkele vergelijkingen om de bovengrens te bepa-len: Pg v g -4 lb \ - < 1,5 10

=

-1\ h sqft ofwel Pg v g kg - À- < 20,4 2 -m s

Voor de correctiefactor À geldt:

Pdamp Pvloeistof )

~

PluchtPwater

(3)

(4)

Invullen van de literatuurwaarden heeft tot resu~taat dat v <25

mis.

g

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

v

g

p I ' - I'

I in uit

Pg 3600 di

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 il> m damp (8) FIFA(X) FL(X) FID(X) _ _ FID (X+l) FlRE(X) FIFA (X+l)

Figuur 1I-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 b.T fl <Pm voed

<Pm flash b.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 b.T

fl 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 filmverdarnper is dat in formulevorm:

3

r

(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(l) =

---2---3 - 4C + C

BIJLAGE 11-4 Listing van het programma "Optima"

10 REM "optimalisatie" programma voor meervoudige verdamping met 20 REM damprecompressie.

30 REM G-opdracht ; MAART 1985 40 \/DU2

50 MODE::

60 PROCinitialiseer 70 FOR NTRAPX=l TO 5 80 PROCkadertrap

90 FOR LIN=0.75 TO 1.75 STEP 0.25

100 PROCkaderlin

110 FOR DELTATKO=O.5 TO 3 STEP 0.5

120 PROCinivar

1::0 FOR X=l TO NTRAPX

140 PROCbereken

150 IF VG>=5 THEN F'RINT"MISTFLOW I I I I I I I I I I I I ! I ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 160 IF F:E_M>2100 THEN PRINT"TURBULENTIE AAN MANTELZIJDE !'

170 lF RE<400 THEN PRlNT"LAMINAIRE STROMING AAN PIJPZIJDE

180 NEXT 190 PROCberek2 200 PROCuitvoer 210 NEXT 220 NEXT 230 NEXT

240 PRI NTTAB (20,20) "E I NDE PROGRAM~lA"

:50 VDU:: 260 CLS 270 END

280 REM *****************INlTIALISEER CONSTANTEN*************** 290 DEFPROCinitialiseer

300 DIM FlD(10),FlFI10),FIRI10),LUITI10),TTOTI10),KTOTI10),ZI10),MII0)

310 DIM VERMPRII0),VERMPVIIO),VERMP(10),FL(10),FIFAI10) 320 RHOL=1040 330 TBEG=lOl 340 F'R= 1 . 73 350 LABOAL=0.68 360 G=9.81 370 H=6 380 OELTAH=2261E3 390 01=0.04 400 OU=0.0442 410 HS=6 420 RHOW=1000 430 LABDA5T=15 440 KAF'F'A= 1.3 450 R=461.5 460 HOOGT=8 470 0F'R=0.05 480 OPV=O 490 OF'C=O.2 500 LEIDWE=0.5 510 ZGROOT=2C>OO 520 Zf,LEIN=lO(, 5::0 EF'S:(J. 5 540 SWL=4200 550 ENOF'ROC

560 REM*********** ••• ****INITIALISEER VARIABELEN******** ••• 570 OEFF'ROClnivar 580 Y=(i 5'7'0 FID(O)=O 600 T=TE:[5+4 610 PROCEtal 620 T=TBEG 630 STTOT=(' 640 SVERMF=O 650 SFIR=O 660 SM=O 670 5Z=0 680 SFID=O 690 TTOTIO)=4 700 FlF(1)=58700 710 C=SWL*0.5/0ELTAH 720 ENOF'ROC 730 REM *****************E<EREKEN******************** 740 DEFF'ROCbereken 750 FlDIX)=38200/NTRAF'% 760 FIFIX+l)=FIFIX)-FIOIX) 770 SFlO=SFID+FID(X) 780 ETALC=ETAL 790 PROCetal 800 PROCprandtl 810 NU_L=ETAL/RHOL 820 C=SWL*IO.5+TTOT(X-l»/DELTAH 830 RE=LIN/13600*NU_L) 840 NU=10.152-0.77E/ IF'R+5.47»*RE'0.231

850 ALPHA=NU'LABOAL'(NU_Lf t

2/GIA(-1/31

860 S IN=0.369'(3'NU LA2/GIA(I/31*RE~0.5

870 S~IT=(S_IN-l.538:0.0128*LABOAL'(NU_LA2/GIAO.179*DELTAT~O'H/(ETAL'OELTAHII'

0.6502

880 LUIT(XI=3600'NU_L*(SUIT/0.369*(3*NU_L-2/GI~(-1/31I'2 8900AMPP=(I-LUIT(XI/LINI.100 900 Q=DELTATVO.ALPHA*OI/OU 910 L_RE=LIN-(LIN-LUIT(XII.FIF(XI/FIO(XI 920 LO=LIN-L_RE 930 M(XI=FIF(XI/(RHOL.LOI 940 FIR(XI=M(XI.L_RE.RHOL 950 Z(XI=M(XI/(OI.PII 960 SM=SM+M(XI 970 SFIR=FIR(XI+SFIR 980 SZ=SZ+Z(XI 990 PROCrhostoom

1000 VG=RHOL/RHOS.(LIN-LUIT(XII/(3600.0II*4 1010 RE_M=4*FID(XI/ (3600*PI.OU*ETAL*Z(XII

1020 OELTATC=(Q/0.943I' (4/31* (ETALC.H51 (LABOAL'3*RHOW'2.DEL TAH*GII' (1/31

1030 DELTATW=Q.OU/ (2tLABDASTI.LN(DU/DII 1040 TTOT(XI=(DELTATKO+DELTATW+DELTATCI*I.15 1050 KTOT(XI=Q/TTOT(XI

1060 STTOT=STTOT+TTOTIXI+0.5:REM ORUKVAL SCHEIDER 1070 PROCpompen

1080 SVERMP=SVERMP+VERMP(XI

1090 T=T-TTOT (X 1 -0. 5: REM ORUI:VAL SC HE IDER

1100 ENDPROC

1110 REM ******'*******~*****'*******BEREI:EN OVERALL.***********

1120 DEFPROCberel.2 1130 SVERMP=5VERMP+VERMPVI41 1140 T2=TBEG~TTOT(11 1150 Tl=T2-5TTOT 1160 F'ROCdruk 1170 1~=f:AF'PAI I I:AF'F'A-l 1 1180 VEF:MC=F I DIl 1 I I 3600*C,. 71 *I:*R* CT 1 ~27::. 151 J/' I 1-CF2/F'1 1 .. (1 IU 1 1190 KOSTC=-VERMC*8*0. 13:REM 0.08 0.10 0.13 1200 KOSTI=SM*H*660*0.2*4.74 1210 KOSTST=10.85E61*0.5184

1220 S',,'ERMP=SVERMF'+SF I D*9. 81 13,600* (1 orLE I DWE+DF'C/9. 81 IRHOWI 10. 8+VERMP I N+ .... EF::··pt,P 1230 VERMPC=SFID*9.81/3600*ll0*LEIDWE~DPC/9.81/RHOW)/0.8

1240 KOSTPO=5 .... ERMP.8*0.13:REM 0.08 0.10 0.13 125') t:OSTTOT=I::05TC+f:05T I +f·:OSTST~ t<OSTPO

1260 ENDF'ROC 1270 REM********* •• ** •• *********,**FOMPEN******************** 1280 DEFPROCpompen 1290 VERMPRIXI=FIR(XI*9.81/3600*110*LEIDWE+DPR/9.81/RHOL+HOOGTI/O.8 1300 VERMPVIXI=FIFA(XI.9.81/3600*(10*LEIDWE+DPV/9.81/RHOL+H00GTI/0.7 1310 VERMPVI41=FIFA(41'9.81/3600*(10'LEIDWE+ll-0.73081/9.81IRHOLI/O.7 1320 VERMPIN=58700*9.81/3600*(10*LEIDWE+1/9.81/RHOL+HOOGTII0.7 1330 VERMPOP=18000*9.81/3600*ll0*LEIDWE+HOOGT+0.2!9.81/RHOL1/0.7 1340 VERMP(XI=VERMPRIXI+VERMPV(XI 1350 ENDF'ROC 1360 REM***************************DRUK********************** 1370 DEFPROCdruk 1380 Pl=2.2683-0.06148*Tl+0.00048944*T1A2 1390 P2=2.2683-0.06148*T2+0.00048944*T2A₂ 1400 ENDF'ROC 1410 REM**t************************~ADERTRAP******'************ 1420 DEFPROCkadertrap 14:::,0 F'RINT 1440 F'RINT" U* * * * * ** * * ** * **

*"

,

*

* *n * *u * * * * * *** *** * * .. * * * * **

**

**

**

"

14~,0 F'RINT"AANTAL TRAF'F'EN IS ";NTRAF'ï.

1460 ENDF'ROC

1470 REM* * U* U '" * * u: U' U * * * * .. **U *t:ADERL INU

**.

* * ** * * * * *u * U *

1480 DEFFROCladerlin 1490 F'RltJT 1500 PRINT"l'in IS ";LIN 151() F'F:INT 1520 PRINT"DELTATFILM OT " 1530 PRINT 1540 Et~DF'ROC

TEMF'. TOT COMF'VER REFLUnOT E:UI 5TOT f(O~

1550 REM****************.********UITVOER********************* 1560 DEFPROCuitvoer

1570 IF SFIR{O THEN ENDPROC

1580 F'RI NTDEL TATf~O;" ", (I NT (STTOT* 10(l(» ) I 1000, I NT (- .... ERMCI1 0001 , I NT SFIR, I NT ~ • (1000* (INT (1':05TTOT/l0001 1 1 1590 nmF'ROC 1600 REM*************************RHOSTOOM***************** 1610 DEFPROCrhostoom 1620 RH05=T~2*0.00025108-T*0.030145+1.1021 1630 ENDF'ROC 1640 REM*************f**********PRANDTL*****f.t.*******r 1650 DEFPROCprandtl 1660 PR=5.8835-0.06405*T+O.000225*TA₂ 1670 ENDF'ROC 1680 REM***********************ETAL****I****t****.**** 1690 DEFPROCetal 1700 ETAL=9.0005E-4-9.465E-6*T+3.25E-8*T~2 1710 ENDF'ROC

BIJLAGE 11-5 Listing van het programma "Variab"

10 REM programma voor mEervoudige verdamping mel damprecompressIe.

2(1 REM l l j5t v~rl v~riabfrlen mel hun w~~rdES.

30 REM G-opdracht : MAnR1 19S5

40 MODE6:\'DU: 50 PROel ril t i al i seEl"-60 PROCladertrap 70 F"ROC i n i ,'ar SO FOR X=I TO NTRnpX 90 100 110 1::"0 130 70 140 T070 150 160 170 180 190 200 ~10 220 AT=(J: E{T=5: CT=':. 5 REF'EAT DEL TATI':O (X) =C1 FT,OCbe,-El.en

I F DEL TATI"O (X) ",1 E-5 THEN :GF:OOT= ZNORM: ZNOF:M= (Z GROOT +ZI:LE IN) I?: X= I: GeTe

lP DELTATI.0(X)~4.9999 THEN ZVLEIN=ZNORM:ZNOFM=(ZGROOT+ZVLEIN)/2:X=I:Ge

IF Z(X)-ZNORMO THEN AT=CT ELSE BT=CT

CT= (AT+E:T) /2

UNTIL ABS(Z(X)-ZNORM)~0.5 FoF:OCbEr el. 1

I F VG ( X } ::::::~ THEN FR I NT 11 M 1 STFLOl-J ~ ~ ~ I ~ ! I • ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! I ! I I I "

IF F-:E_M(X) :':100 THEN F'F:INT"TURBULENTIE AAtJ MANTELZIJDE ! ' I ' ! ! ' ! ! '!!"

IF RE(X) '::400 THEN PRINT"LAMINAIRE STROMING AAN PIJFZIJDE " " " " " " NEXT

2:,0 PROCberEI.:

240 PROCultvoEr

250 PRINTTAB(:O) "EINDE PROGRAMMA"

260 VDU:,

270 CLEAF:: MODE:,

280 END

290 REM ***************.*INITIALISEER CONSTANTEN*.****.****** ••

300 DEFPROCInitiaJlsEer

310 DIM F 1 Co (4) , F 1 R (4) , LU I T (4) , TT OT (4) , I':'OT (4) , Z (4 i , M (4 )

320 DIM VERMFR(~I,VERMPV(~),VERMP(4),FL(4),FIFA(4).DELTATVO(4)

330 DIM ETALC(4),ETAL(41,PR(41,NU_L(4! ,C(~),RE(41,NU(41,ALFHA(41

340 DIM S_1~!~I,SUI'(~) ,DAMPF(41 ,O(~),L_RE(4),LO(4),RHOS(41,VG(41

350 DIM RE_M(41,DELTATC(41 ,DELTATW(4l,T(4l

360 RHOL=104C> 370 TBEG= 1 c:: 1 380 F'F: ( 1 1=1 . 7:, 390 LABDAL=0.68 400 G=9.81 410 H=6 4:0 DELTAH=: :6IE3 430 D!=(,_ 04 44(1 DU=O. ('44:: 450 HS=6 460 RHO.J~ 1 0o,) 470 LABD.:\ST~l=, 480 VAF'FA= 1.::;· 490 R=461.5 500 HOO(öï=8 51 (i DF'F:=<). 05 ~:'O DF'\I=(J 5:.0 DF'C=O.:' 54(1 LEIDvJ[::::(J.5 550 ZGF:DOT= 150(" 560 ZI~LE 1 N=5(r0 570 Z NOF(~l~ 1 0(0') 580 EF'S=O.5 590 SWL=4~O(J 60(> LIN=I 61 (I NTRAF';;=3, 6:0 ENDéT;OC 630 RCM~~*****.**.*r.,'*'INITIALISEEF VAR:~BELE:l'*t~'tl*'~1

Ui':' DErFF:C

:'lnlva,-t,c":' x= 1 6t.'~) Fl ['(ü)=.:c) 67(' T(lI~TBEG~~ 68') F'F:OCet?J 6<;'0 T ( 1 ~ =T8C[" 7('':' 5TT01 =<) 71 () S\'ERMF'=(l 720 SF I F:=O 7:',0 SM=O 74(· SZ=O 75(, SF!D=O 760 TTOT«I)=4 770 FIFA(II=58700

78(1 C(lI=S"JU (0. 5+TTOT (}:--1) /DEL TPIH

790 FID(II=(38~00-(6*C(I)-5*C(11 ::+C(1)A3l*58700l~ (3-4'C(1)+C(ll :1

810 REM * * * * * * * n u n ** * *BEREI:EN* *' * * .. ** ..

*

* ... * '" * •.• 8~0 DEFPROCbereLen 830 CIXI=SWL.IO.5+TTOTIX-ll)/DELTAH 840 FLIX)=CIX)*FIFAIXI 850 FIDIX+II=FIDIXI+FLIX) 860 FIFAIX+ll=ll-CIX')*FIFAIXI-FIDIXI 880 ETALCeXI=ETALIXI 890 PF:OCet a 1 900 PROCp~'andt1 910 NU_LIXI=ETALIXI/RHOL 920 REIXI=LIN/13600*NU_LIXII

930 NUIXI=10.152-0.778/ IPRIXI+5.4711*REIXI-0.2=1

940 ALPHAIXI=NUIXI*LABDALtINU_LIXI-2/GIA

I-1/31

950 5 INIXI=0.369'13*NU LIXIA2/GI-Il/31*REIXI~O.5

960 S~ITIXI=IS INIXI-1.~38-0.0128*LABDAL*INU LIXl-2/GI·0.179*DELTAT~OIXltH/(ET

ALIXI.DELTAHII'·0:6502

-970 LUIT(XI=3600.NU_L(XI*ISUIT(XI/0.369*13*NU_LIX)-2/GI-(-1/3!1' 2

980 DAMPP(XI=(1-LUITIXI/LINI.100

990 QIXI=DELTATKOIXI.ALPHA(XI*DI/DU

1000 L_RE (X 1 =LI N- (LIN-LU I T (X I 1 *F IFA I X 1 /FID I X I

*

(

1-C ( X ) )

1010 LOIXI=LIN-L_REIXI

1020 MIXI=FIFAIXI/IRHOULOIXI I f (l-C (X) )

1030 FIR(XI=MIXI.L_REIXI.RHOL

1040 ZIXI=MIXI/(OUF'II

1050 ENDPROC 1060 REM f ... *~*** .... **************BERE~l******'**~**~*******'*** 1070 DEFPROCbereLl 1080 SM=SM+M (X 1 1090 SFIR=FIRIXI+SFIR 110(> SZ=SZ+Z I XI 1110 PROCrhostoom

1

075

SFID=SFID+FID

(X)

1120 VG(XI=RHOL/RHOS(XI*(LIN-LUIT(XII/(3600l0II*4

1130 RE_MIX!=4"FID(XI/(3600~Pl*DU*ETALIXI.Z(XII

1140 DEL TATC (X I = IQ I X! 10. 9431 .-. (4/31. IETALC I X 1 ltHS.' ILABDAL-·::·*RHOW··2Jt DEL TAH*G) I" '11

31

1150 DELTATWIXI=QIXI*DU/ 12.LABDASTIltLN(DU/DII

1160 TTOT IX I = <DELTATI:O (X I +DELTATWIXI +DEL TP,TC lXI I * 1. 15

1170 KTOTIXI=QIXI/TTOTIXI

1180 STTOT=STTOT+TTOT (X I +0. 5: REM DF.Uf:VAL SCHE! DER

1190 F'ROCpompen

1200 SVERMP=SVERMP+VERMP(XI

1210 T(X+ll=TIXI-TTOT(XI-O.5:REM DRUKVAL SCHEIDES

122') DJDF'P:OC 1:':":::' F-.~_;.: • ~ ~

*

:t ~ • ~ :t ~)t. ~

"

:t ~ ~ • ~ :.t t ~ '( ,. ; :; 1 ~ :.... ~ 1-~I :...: ; [;'.'~~: , .... L ~ ~ : j, 0' . ~ /, .~ ~ ~ ~ 1~~() D[rF·ROCL~rel.~ 12~û SVERMP=SVE~MP.VERMr·\·(~) 1=,/1 T2=TBCG+TTOl (1 I 1=10 Tl=T2-STTOT 128') F·r:OCdr-ul: 1 .... c·n 1.=t·:AF'F'A/ (t ,p,r'F'A-1 )

1:.(,':' '-'EF:MC=FIr:'(1!.'I:.6(")~').7!"'I~tR*(11.":·7:.1:·'* !1-(r·=.T1) '\:,'1:'11 1:::·10 1::OSTC=-'''EF:I'':CJtE:t.O. !:.:RE~~ (I.OS (.'.10 0.1::·

1::·=') I~O!:·TI=SM*Hl.6é(i*'). ::"'4.74

1:::.(; ! .. DSTST= {(l.8~Et..,)~ü.~,184

1340 S'/EF:MF·=S'.'EF:MF'+SF I 0*".81/:·6('0* (1 Ol LE I moJE +~~ C.' c;'. E 1.',.:f-:0:<1 10. 8+'.'EF:t1r I r'J+\'ER"'cCP 13~() VERMr'C~SFID.9.81/~6()(:)t (10~:~EIDWE+DF·C/9.81!RHOt:)l(l.8

1360 VOSTPO=SVERMP*S*O. 13:REM O.OS 0.10 0.13

1370 I:OSTTOT=I:OSTC+I:OST I +1 :OS·TST +I'OSTF'O

138') ENDF'ROC

1390 REM*r ••• t'******'*'******"'**POMPErl*t~ ... lr**Jt***.**.'** 1400 DEFPROCpompen

1410 VERMPRIXI=FIRIXI'9.81/3600rI10lLEIDWE+DPR/9.81.'RHOL+HOOGTI/O.8

14=0 VERMF·VIX)=FIFAIXI.9.81/3600. (10*LEIDWE+DPV/9.S: /RHOL+HOOGTI/0.7

1430 VERMPVI41=FIFAI4It9.Bl /3600l I10'LEIDWE+11-0.730EI/9.81IRHOLI/O.7 1440 VERMPIN=58700'9.B1/3600l110*LEIDWE+l/9.81/RHOL~HOOGT!10.7

1450 VERMPOP=18000*9.Bl/3600tll0*LEIDWE+HOOGT+0.2/9.81/RHOL1/0.7

1460 VERMPIXI=VERMPR(XI+VERMPVIXI

1470 ENDF'ROC

1480 F:EM** * ****nu*t***** ,**.U ** tDRUI:.**U .... U U' *u 'Jt·u 'U

**

1490 DEFPROCdrul:

1500 Pl=2.2683-0.06148ITl+0.00048944ITl-::

1510 P2=2.2683-0.06148tT2+(I.00048944ltT2A

2

1520 ENDF'ROC

1530 REMt lt.

*'

* ** * *u* ** *. * *

*

* .. s;*** * *I:ADERTRAF'* U: I U .•. "" * 1** * lUI *

1540 DEFPROCkadertrap 1550 PRINT

15,[,0 PR INT TAB (7 I" u** * * * * * ***u

*

* '" * * *. **

*.

*n'

**

l . * U * .• ~ * r U *

*

U

*

* ** * U'"

1570 PRINT TAB(7)"LIJST VAN CONSTANTEN EN VARIABELEN BIJ EEN DRIETRAPS"

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

1590 PF:INT TAB (71 "U****,****U "U U:* *U:** U n u. U:. uu. * ru UtltU .... ·ltU *"

160(1 FRUIT

1610 FRINT TABI2(iI"aantêd tr",ppen is : ::."

1620 PRINT TAB(201"1'ir, is : 1"

16:·0 ENDF'ROC

1640 REM*******t************~****RHOSTOOMltt ... ***t*t***** ••

1650 DEFPROCrhostoom

1660 RHOSIXI=TIXI-:*O.00025108-TIX!*0.030145+1.1021

1680 REM*******.**********.*.***PRANDTL***************.* 1690 DEFPROCprandtl 1700 PRIXI=5.8835-0.06405.TIXI+0.000=~5*TIXIA2 1710 ENDF'ROC 1720 REM***********************ETAL** ••• *****.******** 1730 DEFPROCetal 1740 ETALIX)=9.0005E-4-9.465E-6*TIXI+3.~5E-8.TIX)A~ 1750 ENDPROC 1760 REM************************UITVOER*********tlr******** 1770 DEFPROCuitvoer

1780 PRINT TAE:I=O) "",antal pijpen i s : ":ZNOF:M 1 790 F'F: I NT

18(H) PRINT TAB(7) "DE VAF:IAE:ELEN NEMHJ DE VOLGENDE WAARDEt~ AAtJ :" 1 81 Ij F'F: I NT

18=0 PRINT 1830 PRINT" 1840 PF:INT 1850 @/.=~< 1 0508

VARIAE:ELE " Iste TRAF' " ~de TRAP " 3de TRAP

1860 PRINTTAE:(12) "ETALC";:FOR 1=1 TO:, :F'RINT TABI(1:'+I::*I»;ETALCIlI;:NEXT 1870 F'RINT:PRINTTABll~I"ETAL"::FOF: 1=1 TO 3 :F'F:UJT TI',81112+1::n»;ETA~Il);:NECl

1880 PRINT:PRINTTAB(12)"PR";:FOR 1=1 TO 3 :F'RltJT TAB(II:+l=*l);PRII)j:NEXT 1890 F'F:INT:F'F:INTTABll~)"NU_L";:FOR 1=1 TO:, :F'F,INT TAB«I:?+1::0)I;NU_LIII;:NEY' 1900 PRINT:F'RINTT,~Bll::)"C"::FOR 1=1 TO :: :PRItJT TAB«I=+I=U»;CII);:rJEXT 1910 F'RINT:F'RINTTABIl=) "F:Epljp";:FOR 1=1 TO ::: :PF:INT TABII12+1~n»jRE<Ilj:rJEXT

19=') PRINT:F'RINTTABll::) "NU"::FOR 1=1 TO::: :PRINT TABlll=+I=*I»;NUII);:NEXT 19::0 PRINT:PRINTTAB(12) "ALPHA";:FOR 1=1 TO 3 :PRINT TABII12+12*I»;ALPHAIII;:rJE XT

1940 PRINT:PRINTTABII::) "S_IN";:FOR 1=1 TO 3 :PRINT TABII12+I=U»;S_INIII;:NEXT 1950 PRINT:PRINTTAB(12) "SUIT";:FOR 1=1 TO _' :PRINT TABII12+I~U»:SUITIIl::NEXT

1960 F'RINT:F'RINTTABI121"DAMF'P";:FOF: 1=1 TO 3 :PRINT TABII12+12*I»:DAMPF'II);:NE XT

1970 PRINT:PRINTTABll=)"Q"::FOR 1=1 TO 3 :PRINT TABII12+12U»:QII)::NEXT 1980 PRINT:PRINTTA8(12) "L_RE",:FOF: 1=1 TO 3 :PRINT TABII12+I=U»;L_REII>;:NEXT 1990 PRINT:PRINTTAB(12)"LO";:FOR 1=1 TO 3 :PRINT TAB«12+12.fI»;LOII>::NEXT 2000 PRINT:PRINTTAB(12)"RHOS";:FOR 1=1 TO 3 :PRINT TABII12+12*1»,RHOSII);:NEXT 2010 PRINT:PRINTTABII::I"VG",:FOR 1=1 TO ::: :PRINT TABII12+12U»;VGII);:NEXT 20=0 PRINT:F'F:INTTABII::) "RE_M";:FOR 1=1 TO 3 :PRINT TABII12+12*I»;RE_MII>;:NEXT 2030 PRINT:PRINTTAB(12) "DELTATC"::FOR 1=1 TO 3 :PRINT TABII12+12U»,DELTATCII> ; :NEXT

2040 PRINT:PRINTTAB(12) "DELTATW";:FOR 1=1 TO 3 :PRINT TABII12+12*l»,DELTATWII) , :NEXT

2050 PRINT:PRINTTAB(12)"T"::FOR 1=1 TO 3 :PRINT TABII12+12U»:TII>::NEXT 2060 PRINT:PRINTTAB(12)"FID",:FOF: 1=1 TO 3 :PRINT TABII12+12*J),FIDIIl;:NEXT 2070 PRIrJT:F'F:INTTABII::) "FIF:";:FOR 1=1 TO 3 :PRINT TAB«12+12*III;FIRII)::NEXT 2080 PRINT:F'RINTTAB(12)"LUIT"::FOF: 1=1 TO ~ :PRINT TABI(12+12UI):LUITIJ);:NEXT

~090 PRINT:PRINTTAB(12)"TTOT"::FOR 1=1 TO 3 :PF:INT TABII12+I=U»:TTOTII),:NEXT 21')0 PF:INT:F'RINTTABll~)"f<TOT";:FOR 1=1 TO 3 :PRINT TAB<112+1~*III;I~TOTII);:NEXT

2110 F'RINT: F'F:INTTAB 1 12) "Z";:FOR 1=1 TO :' :F'F:INT TABII12+12U»;ZII)::NEXT 2120 PRINT:F'F:INTTAB(12) "M";:FOR 1=1 TO~, :PRINT TABII12+12tI»;MII);:NEXT 2130 PF:INT:F'RINTTAB(I::) "VEF:MF'R";:FOF: 1=1 TO 3 :PRINT TABII12+12U»:VERMF'RII);: NEXT

2140 F'RINT:PRHJTTAB(12) "VERMPIJ"::FOF: 1=1 TO 3 :PRINT TABII12+12*III;VERMPVIII;: NEXT

2150 PRINT:F'RINTTAB(12) "'JERMP";:FOR 1=1 TO 3 :PRINT TABII12+12*Ii):VERMPII);:rJE XT

2160 PRINT:PRINTTAB(12)"FL";:FOF: 1=1 TO:: :PRINT TABI<12+12tI»;FLII),:NEXT 2170 PRINT:PRINTTABll::)"FIFA";:FOR 1=1 TO ::: :F'RINT TABII12+12*I»;FIFAII);:NEX1 2180 F'RINT:PRINTTAB(12)"DELTAn~D";:FOR 1=1 TO ::: ,PRINT TABII12+12U)),DELTAH.0( IJ;:NEXT

2190 PRINT 2200 PRINT

2210 PRINT TAB(7)"DE CONSTANTEN HEBBEN DE VOLGENDE WAARDEN :" 22=') F'R I NT

22:,1) PRINTTAB I 12) "RHOL": TAB (23) F:HOL; TAB (36) "G"; TAB (47) G

2~4C) PRINTTAB(12)"TBEG";TABI23)TBEG,TABI36)"H";TABI47)H

2250 F'R INTTAB 1 12) "F'R 1 1 ) "; TAB (23) PF: 1 1 ) ; TAB (36) "DEL TAH" : TAB 1 4 7) DEL T AH 2260 PRINTTABII:) "LABDAL"jTAB(23)LABDAL,TABI36) "DI";TAB(47) DI 2270 PR INTTAB (12) "OU"; TAB 12::) OU; TAB 1:,6) "HS"; TAB 1 47) HS

2280 PRI NTTAB (12) "RHOW" ; TAB (23) RHOW; TAB 1::,6) "LABOAST" ; TAB 1471 LABDAST 2290 PR INTTAB 1 12) "I-::APF'A"; TAB 1 2:,) I,:APF'A; TAB (36) "R": TAB (47) R

:300 PR I NTTAB I 12) "HOOGT"; TAB 1 2::) HOOGT; TAB (36) "DPR"; TAB 1 4 7) DF'R 2310 F'RINTTAB (12) "DF'V"; TAB I~:::) DF'V; TAB (36) "DF'C"; TAB 1 4?> DF'C

23~O F'RINTTABI 12) "LEIDWE"; TAB <=3) LEIDWE; TAB (36) "ZGROOT"; TABI4?> ZGROOT 23::0 F'R INTTAB (12) "ZI":,LE IN"; TAB 1 =3) ZI:LE I N: TAB 1,36) "EF'S"; TAB (47) EF'S =:.40 F'F: INTTAB 1 1=) "SvJL"; TAB 12::) SWL; TAB 1 :,6) "STTOT "; TAB (47) STTOT 2:,50 F'F:INTTAB 1 I::) "SVERMF'''; TAB 1=:,) SVEF:MF'; TAE: 1:,6) "SF IR" ; TAB (47) SFIR 2:,60 F'F: INTTAB 1 I~) "SM"; TAB 1 23) SM; TAB (36) "SZ"; HlB 147> SZ

~:::70 FRI NTTAB 1 12) "SF I D": TAB (~3) SF 10; T,~B (36) "T2": TAB 1 47) T2 2380 PRINTTAB(12) "TI";TABI:::::)TI T.:lB(36)"F'I";TABI47>F'1

2390 F'F:INTTAB 1 12) "F'2"; TAB (23) P2 TAl:< C:,6) '''JERMC''; TAB (47) -VERMC

24(1) FRItHTABII=) "kOSTC":TABI2::: I:OSTC;H\B(36) "1.:OSTI";TABI471I,OSTI , _ , r.r! "

2410 FRINTTABII~) 'TOSTST":TABI2 II,OSTST:TAB(36) "VEF:MP',! (4)":; TAB ~4/) VERt-1r" \4!

2420 PR INTTAB (12) "VERMPC"; TAB I:: ) VERMFC; TAB 1 :,6) "I-::OSTF'O"; TAB 1 4 7) I',OSTF'O 2430 F'RINTTAB 1 12) "1<05TTOT"; TAB l :,)I':OSTTOT; TAB <::6) "VERMF'IN"; TAB (47) VERMFIN =440 F'R INTTAB (12) "lIERMPOP"; TAB 1 ::) VERMF'OF'; TAB 1 ::6) "F IFA (4) "; TAB 1 47) F IF.:l (4)

2461) I!!'l..=~~ 1 (;

BIJLAGE 11-6 Lijst van variabelen VAF,IABELE ALF'HA (X l AT BT C (Xl CT OAMF'F' (X l OELTAH OELTATC(Xl OELTATKO(Xl OELTATW(Xl DI OF'C OF'R OF'V OU EF'S ETAL(Xl ETALC(Xl FIO (Xl FIFA(Xl FIR(Xl FL(Xl G H HOOGT(Xl HS KAF'F'A f::OSTC t':OSTI f·.OSTF·O t<OSTST t':OSTTOT t':TOT (Xl LABDAL LABOAST LEIDWE LW LO (X, LUIT (Xl LJ':E(Xl M (Xl r~T'RAF·ï. NU (Xl M.,Ll...(Xl F'l F'2 F'R (X l Q(Xl R F:E': X) RE_M(X) RHOL RHOS (Xl F:HÜW SFJD SFIR SM STTOT SUIT(Xl S'JERMF' SWL SZ S_JN(Xl T(X, Tl T2 TBEG TTOT(Xl VERMC VERMF'(Xl VERMFC \iEF:MF'l N VERMF'OF' VERMF'R(Xl VERMF'V(Xl \iG(Xl X Z (X l ZGROOT Zt':LEIN ZNORM EENH. W/IT,"'2t·: graad C graad C graad C J/kg graad C graad C graad C m bar bar bar m Ns/m' _ Ns/m"':: kg/h kg/h kg/h I.g/h mis":: m m m guldens guldens guldens guldens guldens W/m/'2t.:: W/mto:: W/mV bar m .... ·3/hm m.o:::/hm m···3/hm m·"'3/hrr. m m· .. ··: /s bar bar I-J/m' :: J 1 kgt: kg/m·"::. 1.;,/m":::: ~·:g/m":. kg/~, ~:g I~, m graad m W J Ikgf. m graad graad graad gra",d graad W W W W W W W mis C C C C C C AAND. orl dampï. Ah A Tcondens t. Hilm A Twand di du Oll '11 'damp yvoeding Cf ref 1 u:". IC .·:totaal ).1 kst aal l' 1 n 10' l ' ui t l're Nusselt

"1

F'randel q R Reynolds Reynolds

el

(?stoom

e

w Suit cp Vg OMSCHRIJVING

onderste waarde deltatko bovenste waarde deltatko werkconstante ber. flash startwaarde deltatko vardampings warmte temp.over kokende film

inwendige diameter benod1gde dF' condenspomp benodigde dF' refluxpomp benodigde dF' voedingspomp u1twendige diameter p1jP nauwkeurigheid aantal pljP voed1ngs =ijde condens =ljde flash pijphoogte

opvoerhoogte voor pompen schotel afstand condenSZ1jde

energie kosten compressor jaarlijkse kosten investe.

energie kosten pompen

kosten benodigde stoom jaar 1 asten

(RVS 316l

leidingweerstand

vl. belasting voeding vl. belasting door reflux

totale buisomtrek aantal trappen over de film

druk compressor in dru~. compressor uit

gas constante over de f 11 m mantel=ljde

rho zuiver water sommatie dampstromen sommatle reflu::str-omen sommatie buisomtrek sommatle temp. versch.

filmdlkte ~lit

sommat1e pompvermogens sommatie aantal piJpen filmdikte in

ingaande temp. verdamper

temp. compressor in

verdampingstemp.compres.uit

temp. eerste verdamper

totale temp. vers. stoom-damp compressor vermogen

som VERMF'R(Xl,VERMF'V(X) vermogen pomp condensaat

verm.pomp voedlngsstroom

vermogen pomp product stroom

vermogen refluxpomp vermogen voedingspomp

dampsnelheid in pijp

Xde trap

berekend aantal pijpen max. aantal pijpen

min. aantal p1jpen norm aantal pijpen

l ' i n IS DELTATFILM l ' i n IS 0.5 1.5 ~ ~ ": • ..J ~, DELTATFILM 0.5 1.5 2 3 0.75 l ' i n I S 1" 25 DELTATFILM 0.5 1.5 L ~ ~ ... ..J 3 l ' i n IS 1.5 DELTATFILM l ' i n IS 0.5 1 .. 5 2 2 .. 5 3 DELTATFILM 0.5 1.5 2 3 1.75 TEMF·. TOT 1. 99 : .. 67 5 .. 4:i5 7.:':: 9.::49 11. ':::::. TEMF'.TOT 2.0l,1 3.8:·1 5w715 7.686 9.7::7 11. 8'::9 TEMF'.TOT 2. 1:: 1 3.965 5.9:1 7.991 10.1~5 12.3'::6

COMFVCR REFLUXTOT BUISTOT

185 341 507 67C 8~5 1035 797::16 :7'::144 2::,(J~::·5 159~65 116697 88::37 87:' 1\39 294 22::::: 1789 1 ~,(I(J

COMF'VER REFLUXTOT BUISTOT

192 356 5:·1 712 898 1089 1007365 477510 3005~7 211986 158860 123452 8157 410:: 2748 :2071 1664 139:.

COMF'VER REFLUXTOT BUISTOT

197 369 551 740 9:::5 11 ~;4 1205361 576846 :·66815 261717 198643 156595 7737 :890 2604 1961 1575 1317 1"05TTOT 794(100 871 ()(lO ~·7::·000 :'0700 C-184000 :::.40(1(1 I::OSTTOT 4539000 ~773('OO 231:'8(,ÛO 2173000 217~(IOO 2'::410~) VOST TOT 4356000 2691000 2264000 :2152001) :17(lc~IOO ~254()()()

TEMF'.TOT COMF'VER REFLUXTOT BUISTOT ~OSTTOT 2.172 4.08 6.118 8.:54 10.47 12.755 202 379 568 764 966 1173 1394151 671617 430072 309182 ::36619 188240 7411 3725 2493 lB76 1506 1259 4~16000 262BOOO 2232000 '::139000 2172000 :2:268('00

TEMF'.TOT COMF'VER REFLUXTOT BUISTOT VOSTTOT

2.218 4.18:. 6.::84 8.487 10.775 13.13·5 206 389 5S:' 785 994 1'::07 1575592 76::746 490910 :5483B =7::.15::. 21B6B6 7145 3~91 2403 lBOB li150 1212 4104000 ~579()O(1 22(18000 2131000 21760(10 =:2831)OCI AANTnL T~ArrEN IS ':: 1 ~ i n IS DELTATr-ILM 0.5 1.5 2 I ' i n IS DELTATFILM 0.5 1.5 2 ~ ~ ~ .. .J 3 Oe75 1 ' i n I S 1.25 DELTATFILM 0.5 1.5 2 ~ ~ .ot:. • .J ~. l ' i n IS 1.5 DELTATFILM l ' i n IS 0.5 1 .. 5 2 ~ ~ ... ....J 3 DELTATFILM 0.5 1.5 2 ..:... ... 1 3 1.75 TCMF'.TOT 3.979 7.327 10.87 14.551 18.::::111 ::'::.'::19 TEMF'.TOT 4.122 7.647 11.383 15.::7 19.274 23.373 TEMF·. TOT 4.241 7.912 11. BI 15.B67 20.049 24.3·31

COMrVER REFLUXTOT BUISTOT

lB7 31\B r~~ ..J_L 705 896 1095 765772 ::'40:15 198379 1::760:: 85267 57157 8815 4473 :.026 2304 lB7':: 1586

COMF'VER REFLUXTOT BUISTOT

194 364 547 741 944 1154 97B302 447912 271073 18'::82':: 130034 94985 82 7 41 9 28 6 ~151 1747 147B

COMPVER REFLUXTOT BUISTOT

200 377 568 771 984 1204 1178624 549545 339739 ~350:::4 17::410 1:"',0835 7816 3965 2681 2040 1657 1402 I:OSTTOT 4B34000 2934000 2425000 2~720('O 2265000 =335('ÛO I(OSTTOT 4579000 2816000 2360000 2239000 2257000 '::34BOOO I(OSTTOT 4395000 2733000 2317('00 2221000 2258000 2365000

TEMF'.TOT COMF'VER REFLUXTOT BUISTOT I(OSTTOT

4.343 8.142 12.178 16.3B:". 20.719 25.158 205 3BB 587 797 1018 1::47 1369700 6465BB 405358 2B4970 212972 165183 7488 3799 2569 1955 1587 1344 4254000 2671~)0 2286000 2'::10000 2263000 2384000

TEMF'.TOT COMF'VER REFLUXTOT BUISTOT KOSTTOT

4.434 8.344 12.504 16.839 21.3.11 25.89 209 398 603 B'::O 1048 1::8::; 1553394 739971 46B546 33:·089 =5=089 198:·~.4 7221 3665 ::478 18B6 lr-~ ~.-.":,, 1::96 4141000 2622000 2~63000 ~204000 ==70000 '::403000 tp H ~

~

~

H H 1 -..J

c

~.

~

o Cl) ti

<

_~ ::l :J" Cl) rt ti

o

<0 ti

i

~

1 W -..J 1