Расчет выпарной установки (стр. 3 из 5)

По температурам паров находим в таблицах М.П. Вукаловича давления и энтальпии паров и конденсата, а по концентрациям растворов определяем теплоемкости и интегральные теплоты растворения (берем из графиков), полученные данные сводим в таблицу.

Наименование параметров	Обозначение	Корпус (ступень)
		I	II	III
Концентрация, вх/вых, %	b	18/22,7	22,7/30,9	30,9/48
Полезная разность температур, оС	∆tп	11,413	16,304	28,533
Температура греющего пара, оС	tн,	159,61	142,117	116,093
Температура кипения раствора у середины греющих труб	tкс	148,197	125,813	87,56
Температура кипения раствора у верхнего края труб, оС	tк	145,777	121,723	66,09
Гидростатические потери, оС	∆2	2,42	4,09	21,47
Физико-химическая дисперсия, оС	∆1	2,66	4,63	5,29
Гидравлические потери в трубопроводах, оС	∆3	1	1	1
Температура вторичного пара, оС		143,117	117,093	60,8
Давление греющего пара, атм	рГ	6,2	3,89	1,77
Энтальпия греющего пара, ккал/кг	hГ	658,59	653,67	645,13
Энтальпия конденсата, ккал/кг	hк	160,93	142,89	116,38
Давление вторичного пара, атм	рвт	4	1,83	0,21
Энтальпия вторичного пара, ккал/кг	hвт	653,97	645,48	623,62
Теплоемкость раствора, вх/вых, кДж/кг*град	сi	3,6/ 3,4	3,4/ 3,1	3,1/ 2
Интегральная теплота растворения, кДж/кг	qRн/qRк	-100/-120	-120/-180	-180/-215
∆qR= qRн-qRк	20	60	35

6. Удельный расход пара на выпаривание 1 кг раствора без учета теплоты дегидратации и равенстве = 1 коэффициента самоиспарения во всех корпусах

кг/кг р-ра

β₁ = 0, если раствор вводят в 1-ую ступень с температурой кипения.

; – это коэффициенты самоиспарений.

;

Расход пара на 1, 2 и 3 ступени, кг/с:

, кг/с

Расходы пара можно подсчитать и следующим образом. Расчет начинаем с 3-ей ступени.

где k_зап = 1,03 – коэффициент, учитывающий потери тепла аппаратом в окружающую среду; с_нi,с_кi – теплоемкости раствора при начальной и конечной концентрации раствора в ступени аппарата (по составленной нами таблице); ∆q_Rⁱ – разность интегральных теплот растворения вещества между существующей и предыдущей концентрациями растворов.

– количество раствора, перетекающего из одной ступени в другую. Таким образом:

– для 1 ступени; 18000 – 3750=14250

– для 2 ступени; 14250 – 3750=10500

– для 3 ступени. 10500 – 3750=6750

7. Количество теплоты, передаваемой через поверхность нагрева i-го корпуса

, кВт

3422,61 (645,13 – 116,38)=1809705 ккал/ч =2104867 Вт

8. Коэффициент теплопередачи от конденсирующегося пара к кипящему раствору

Проверка: q₃=∆t_п3*k₃=28,533*1041,2=29708

м²

3422,61

ккал/ч =2043364Вт

Проверка: q₂=∆t_п2*k₂=16,304*1408,1=22958

м²

3439,79

ккал/ч=1922588 Вт

Проверка: q₁=∆t_п1*k₁=11,413*1743,5=19898

м²

9. Ориентировочные значения поверхности нагрева i-го корпуса:

Если F_i далеки друг от друга, или W₁≠D₂, а W₂≠D₃, то сделать перерасчет.

Произведем перерасчет количества воды, выпариваемой по ступеням:

в 1-ой ступени:

во 2-ой ступени:

в 3-ой ступени:

Для получения более точного значения поверхностей нагрева произведем расчет во втором приближении.

Концентрации растворов:

в 1-м корпусе

Общая разность температур находится по той же формуле, что и в первом приближении.

=99,81

Гидростатические давления растворов у середины греющих труб:

,

,

Плотности ρ_i взяты при новых концентрациях растворов по корпусам.

Давления вторичных паров по корпусам будут те же, что в первом приближении.

Давления растворов у середины греющих труб пересчитываются по известной формуле:

Далее все пересчитываем по уже известным формулам, но подставляя новые значения, полученные при пересчете.

Все полученные данные сводим в таблицу, как и при расчете в первом приближении

Наименование параметров	Обозначение	Корпус (ступень)
		I	II	III
Концентрация, вх/вых, %	b	18/22,6	22,6/30,2	30,2/48
Полезная разность температур, оС	∆tп	13,306	17,515	24,399
Температура греющего пара, оС	tн,	159,61	140,134	112,489
Температура кипения раствора у середины греющих труб	tкс	146,304	122,619	88,09
Температура кипения раствора у верхнего края труб, оС	tк	143,764	117,949	66,13
Гидростатические потери, оС	∆2	2,54	4,67	21,96
Физико-химическая дисперсия, оС	∆1	2,63	4,46	5,33
Гидравлические потери в трубопроводах, оС	∆3	1	1	1
Температура вторичного пара, оС		141,134	113,489	60,8
Давление греющего пара, атм	рГ	6,2	3,68	1,58
Энтальпия греющего пара, ккал/кг	hГ	658,59	653,07	643,85
Энтальпия конденсата, ккал/кг	hк	160,93	140,86	112,73
Давление вторичного пара, атм	рвт	3,78	1,63	0,21
Энтальпия вторичного пара, ккал/кг	hвт	653,38	644,21	623,62
Теплоемкость раствора, вх/вых, кДж/кг*град	сi	3,6/ 3,4	3,4/ 3,1	3,1/ 2
Интегральная теплота растворения, кДж/кг	qRн/qRк	-100/-120	-120/-180	-180/-215
∆qR= qRн-qRк	20	60	35