> 6. Схема випарювання - Прямоточна; циркуляція природна
1. Визначення поверхні теплопередачі випарних апаратів
Технологічний розрахунок випарних апаратів полягає у визначенні поверхні теплопередачі. Поверхня теплопередачі випарного апарату визначається за основним рівнянню теплопередачі
, (1.1)
де - поверхня теплопередачі, м 2 ;
- теплове навантаження, Вт;
- коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м 2 в€™ К);
- корисна різниця температур, К.
Для визначення теплових навантажень, коефіцієнтів теплопередачі і корисних різниць температур необхідно знати розподіл упарюємо води, концентрації розчинів за корпусам і їх температури кипіння. Спочатку визначимо ці величини за матеріального балансу, надалі уточнимо їх по тепловому балансу.
1.1 Розрахунок концентрацій випарює розчину
Продуктивність установки по випарює воді визначаємо за формулою:
, (1.2)
де - продуктивність по випареної воді, кг/с;
- продуктивність по вихідному розчину, кг/с;
- відповідно початкова і кінцева концентрація розчину, мас. частки,
В
кг/с.
На підставі практичних даних приймаємо, що випаровується вода розподіляється між корпусами в співвідношенні
В
Тоді:
В В В В
Перевірка:
В
W 1 + W 2 + W 3 = W = 0,45 +0,49 +0,54 = 1,76 кг /с.
Розраховуємо концентрації розчинів в корпусах:
В В В
Концентрація розчину в третьому корпусі відповідає заданої концентрації упаренного розчину.
1.2 Визначення температур кипіння розчину
Температура кипіння розчину в корпусі визначається як сума температур гріє пара подальшого корпусу і температурних втрат
, (1.3)
де - відповідно температурна, гідростатична і гідравлічна депресії, К.
Для визначення температур гріє пара приймемо, що перепад тисків в установці О” P розподіляється між корпусами порівну:
, (1.4)
де P Г1 - тиск гріючої пари в першому корпусі, МПа;
P бк - тиск у барометричному конденсаторі, МПа.
Тоді тиск гріючих парів, МПа, в корпусах становить:
В
P Г1 = 0,4 МПа
P Г2 = P Г1 - О” P = 0 , 4 - 0,1284 = 0,2716 МПа
P Г3 = P Г2 - О” P = 0 , 2716 - 0,1284 = 0,1432 МПа
P бк = P Г3 - О” P = 0 , 1432 - 0,1284 = 0,0148 МПа
За тиском пари, що гріє знаходимо його температуру і теплоту паротворення (табл. 2.1) по корпусах.
Таблиця 1.1 - Температури і теплоти пароутворення
Тиск, МПа
Температура, Вє С
Теплота пароутворення, кДж/кг
P Г1 = 0,4
t Г1 = 143,6
r Г1 = 2139
P Г2 = 0,2716
t Г2 = 129,78
r Г2 = 2180
P Г3 = 0,1432
t Г3 = 110,4
r Г3 = 2234
P бк = 0,0148
t бк = 53,71
r бк = 2372,3
1.2.1 Визначення температурних втрат
Температурні втрати в випарної апараті обумовлені температурної, гідростатичної і гідродинамічної депресіями.
а) Гідродинамічна депресія викликана втратою тиску пари на подолання гідравлічних опорів тертя і місцевих опорів паропроводів при переході з корпуса в корпус. Зазвичай в розрахунках приймають = 1,0 - 1,5 Вє С на корпус. Приймемо = 1 Вє С, тоді температури вторинних парів в корпусах рівні:
В
t ВП1 = t Г2 + = 129,78 +1 = 130,78 Вє ; С
t ВП2 = t Г3 + = 110,4 +1 = 111,4 З
t ВП3 = t бк + = 53,71 +1 = 54,71 Вє С
Сума гідродинамічних депресій:
Вє С
За температур вторинних парів визначимо їх тиску і теплоти пароутворення (табл...
