Курсовая работа: Двухкорпусная выпарная установка

x₂ = G_н x_н /(G_н - ₁ - ₂ ) =1,11_* 0,11/(1,11 – 0,346 – 0,381) = 0,32, или 32%.

Концентрация раствора в последнем корпусе x₂ соответствует заданной концентрации упаренного раствора x_к .

Температуры кипения растворов

Общий перепад давлений в установке равен:

P_об = P_г1 – P_бк ,

где P_г1 – давление греющего пара, МПа;

P_бк – абсолютное давление в барометрическом конденсаторе, МПа.

P_об =0,9-0,02=0,88МПа.

В первом приближении общий перепад давлений распределяют между корпусами поровну. Тогда давления греющих паров в корпусах (в МПа) равны:

P_г1 = 0,9МПа;

P_г2 = P_г1 - P_об /2 =0,9 – 0,0,88/2 = 0,46 МПа.

Давление пара в барометрическом конденсаторе:

P_бк = P_г2 - P_об /2 = 0,46 – 0,488/2 = 0,02 МПа,

что соответствует заданному значению P_бк .

По давлениям паров находим их температуры и энтальпии [1]:

P, МПаt, ⁰ C I, кДж/кг

P_{г 1} = 0,9t_{г 1} = 174,5I₁ = 2780

P_{г 2} = 0,46 t_{г 2} = 147,82 I₂ = 2750

P_бк = 0,02 t_бк = 59,7 I_бк = 2607

При определении температуры кипения растворов в аппаратах исходят из следующих допущений. Распределение концентраций раствора в выпарном аппарате с интенсивной циркуляцией практически соответствует модели идеального перемешивания. Поэтому концентрацию кипящего раствора принимают равной конечной в данном корпусе и, следовательно, температуру кипения раствора определяют при конечной концентрации.

Изменение температуры кипения по высоте кипятильных труб происходит вследствие изменения гидростатического давления столба жидкости.

Температуру кипения раствора в корпусе принимают соответствующей температуре кипения в среднем слое жидкости. Таким образом, температура кипения раствора в корпусе отличается от температуры греющего пара в последующем корпусе на сумму температурных потерь ΣΔ от температурной (Δ^/ ), гидростатической (Δ^// ) и гидродинамической (Δ^/// ) депрессий (ΣΔ = Δ^/ +Δ^// +Δ^/// ).

Гидродинамическая депрессия обусловлена потерей пара на преодоление гидравлических сопротивлений трубопроводов при переходе из корпуса в корпус. Обычно в расчетах принимают Δ^/// = 1,0 – 1,5град на корпус. Примем для каждого корпуса Δ^/// = 1 град. Тогда температуры вторичных паров в корпусах (в ⁰ C) равны:

t_вп1 = t_г2 + Δ₁ ^/// = 147,82 + 1,0 = 148,82;

t_вп2 = t_бк + Δ₂ ^/// =59,7 + 1,0 = 60,7.

Сумма гидродинамических депрессий

ΣΔ^/// = Δ₁ ^/// +Δ₂ ^/// =1 + 1 = 2 ⁰ С.

По температурам вторичных паров определим их давление. Они равны соответственно (в МПа): P_вп1 =0,47; P_вп2 = 0,18; P_вп3 = 0,021.

Гидростатическая депрессия обусловлена разностью давлений в среднем слое кипящего раствора и на его поверхности. Давление в среднем слое кипящего раствора Р_ср каждого корпуса определяется по уравнению: