Досліждення процесу випарювання гідроокису калію, аналіз його виробництва, страница 4

G_н – продуктивність по раствору, кг/с;

W – продуктивність по випареній воді, кг/с;

н – початковий номер корпусу;

i = 1,2..n – номер корпусу установки.

2.1.1 Температури кипіння речовини

Температура кипіння речовини в корпусах t_ікіп знаходимо як суму температур гріючого пару наступного корпусу t_і+1 та температурних витрат:

                                              ,                         (2.4)

де  – температурна, гідростатична та гідравлічна депресії, К.

Для того, щоб знайти температуру гріючого пара приймемо, що перепад тиску на апараті розподіляється між корпусами наступним чином:

МПа

МПа

МПа

МПа

За тиском гріючого пара знаходимо його температуру та теплоту пароутворення у корпусах, які наведені в таблиці 2.1.

Таблиця 2.1 – Температури та теплоти пароутворення

Тиск, МПа	Температура, °С	Теплота пароутворення, кДж/кг

2.1.2 Знаходимо температурні втрати

Температурні втрати у випарному апараті обумовлені температурною, гідростатичною та гідродинамічною депресіями.

1) Гідродинамічна депресія викликана втратою тиску пара на преодоління гідравлічних опорів тертя та місцевих опорів паропроводів при переході з корпусу до корпусу. Зазвичай їх приймають у розрахунках Δ_Г = 1,0 – 1,5 °С на корпус. Приймемо Δ_Г = 1,0  С. Звідси,температури вторинних парів рівні:

                                  ºС                    (2.5)

                                 ºС                   (2.6)

                                   ºС                     (2.7)

Сума гідродинамічних депресій:

                                  °С(2.8)

За температурами вторинних парів знаходимо їх тиски та теплоти пароутворення, які приведені в таблиці 2.2.

Таблиця 2.2 – Тиск та теплоти пароутворення

Тиск, МПа	Температура,°С	Теплота пароутворення, кДж/кг
Pвп1=0,2788	tвп1=131	rвп1=2176,2
Pвп2=0,0983	tвп2=99,1	rвп2=2262,86
Pвп3=0,021	tвп3=61	rвп3=2354,6

2) Гідростатична депресія Δ_гс обумовлюється наявністю гідростатичного ефекту, який заключається в тому, що завдяки гідростатичному тиску стовпа рідини в трубах випарного апарату температура кипіння розчину по висоті труб не однакова. Величина Δ_гс знаходиться як різниця температури кипіння у середньому слою труб t_{к ср} та температури вторинного пару (t_вп):

                                                                                            (2.9)

Для того, щоб знайти t_{к ср} треба знайти тиск у середньому слою P_ср та за цим тиском знайти температуру у середньому слою. Густина парорідниної емульсії в трубах при пузирковому режимі кипіння приймається рівній половині густини речовини.

Тиск у середньому перетині кип’ятильних труб:

                                               (2.10)

Для вибору значення Н треба визначити поверхність теплопередачі випарного апарату. При кипінні водних речовин можливо прийняти удільну теплову загрузку апаратів з естевим циркулюванням

Для нашого проекту беремо q = 22000 Вт/м²

                                   (2.11)

Вибираємо по ГОСТ 11987-81 поверхність апарата, діаметр і довжину труб гріючого пара.

Н = 4000 мм, F = 100 м² і діаметр труб d = 38×2 мм

Тиск у середньому слою кип’ятильних труб корпусів:

МПа

МПа

МПа

Цим тискам зіставляються наступні температури кипіння та теплоти пароутворення наведені в таблиці 2.3.

Таблиця 2.3 – Температури кипіння та теплоти пароутворення

Тиск, МПа	Температура, °С	Теплота пароутворення, кДж/кг
P1ср=0,2917	t1ср=132,5	r1ср=2172
P2ср=0,1089	t2ср=101,94	r2ср=2255,2
P3ср=0,031	t3ср=70,1	r3ср=2332,76

Знаходимо гідростатичну депресію по корпусам:

                              ºС               (2.12)

                          ºС           (2.13)