Промышленность \ Процессы и аппараты химической технологии

Розрахунок і проектування трьохкорпусної випарної установки безперервної дії для концентрації розчину хлористого натрію, страница 3

Тиск в середньому перетині кип'ятильних труб (в МПа) дорівнює сумі тисків вторинного пари в корпусі і гідростатичного тиску стовпа рідини (∆P_ср ) у цьому перетині труби завдовжки H:

P_ср = P_вп + ∆P_ср = P_вп +

Для вибору значення H потрібно орієнтування визначити поверхню теплопередачі випарного апарату. При кипінні водних розчинів можна прийняти питоме теплове навантаження апаратів з природною циркуляцією q= 10000 ÷ 30000 Вт/м². Приймемо q = 22000 Вт/м². Тоді поверхня теплопередачі першого корпусу орієнтування буде рівна:

По ГОСТ 11987—81 для випарного апарату з природною циркуляцією і винесеною гріючою камерою найближча буде поверхня – 40м² при діаметрі труб 38x2 мм і довжині труб Н = 4000 мм.

Тиску в середньому шарі кип'ятильних труб корпусів рівні:

P_1ср = P_вп1 + МПа

P_2ср = P_вп2 + МПа

P_3ср = P_вп3 + МПа

Цим тискам відповідають наступні температури кипіння і теплоти паротворення (табл. 2.3):

Таблиця2.3 – Температури кипіння і теплоти паротворення

Тиск, МПа	Температура,ºС	Теплота паротворення кДж/кг
P_1ср = 0,2893	t_1ср=132,3	r_1ср=2172,7
P_2ср = 0,1614	t_2ср=113,4	r_2ср=2224,8
P_3ср = 0,0307	t_3ср=69,5	r_3ср=2234

Визначаємо гідростатичну депресію по корпусах

Сума гідростатичних депресій складає:

в) Температурна депресія визначається по рівнянню:

, (2.6)

де Т_ср =(t_ср + 273), К; – температурна депресія при атмосферному тиску, ºС; – теплота паротворення вторинної пари, кДж/кг.

Визначається величина як різниця між температурами кипіння розчину і чистого розчинника (води) при атмосферному тиску. Температури кипіння розчину при атмосферному тиску залежно від концентрації приведені| в довідковій літературі, наприклад [2].

Знаходимо значення по корпусах:

ºС

Сума температурних депресій рівна:

Тоді температури кипіння розчинів по корпусах рівні:

ºС

2.3 Розрахунок корисної різниці температур

Необхідною умовою передачі тепла в кожному корпусі є наявність деякої корисної різниці температур гріючої пари і киплячого розчину.

Корисні різниці температур по корпусах рівні:

ºС

Загальна корисна різниця температур:

ºС

Перевіримо загальну корисну різницю температур:

2.4 Визначеннятепловихнавантажень

Витрата гріючої пари в першому корпусі, продуктивність кожного корпусу по випаровуваній воді і теплові навантаження по корпусах визначаються шляхом спільного вирішення рівнянь теплових балансів по корпусах і рівняннями балансу по воді для всієї установки:

(2.7)

Оскільки , а , то

(2.8)

(2.9)

(2.10)

W=W₁+ W₂+ W₃, (2.11)

де D – витрата гріючої пари в першому корпусі, кг/с; – ентальпія пари і конденсату відповідно Дж/кг; 1,03, 1,02, 1,01 – коефіцієнти, що враховують 3;2;1 % втрат тепла в довкілля по корпусах, відповідно (втрати тепла зазвичай приймають в розмірі 2 ÷ 6% от теплового навантаження апарату); – питома теплоємність Дж/кг∙К; – теплота концентрації по корпусах. Величинами нехтуємо, оскільки ці величини значно менше прийнятих втрат тепла; t_н – температура кипіння вихідного розчину що подається в перший корпус – температура кипіння в i-ом корпусе.