Курсовая работа: Двухкорпусная выпарная установка

Температуры кипения растворов в корпусах равны (в ⁰ C)

t_к = t_г + Δ^/ +Δ^// .

В аппаратах с вынесенной зоной кипения с естественной циркуляцией кипение раствора происходит в трубе вскипания, устанавливаемой над греющей камерой. Кипение в греющих трубках предотвращается за счет гидростатического давления столба жидкости в трубе вскипания. В греющих трубках происходит перегрев жидкости по сравнению с температурой кипения на верхнем уровне раздела фаз. Поэтому температуру кипения раствора в этих аппаратах определяют без учета гидростатических температурных потерь Δ^// .

t_к1 = t_г2 + Δ^/ ₁ +Δ^/// ₁ = 147,82+2,24+0,8+1=151,86

t_к2 = t_бк + Δ^/ ₂ +Δ^/// ₂ =

Перегрев раствора Dt_пер может быть найден из внутреннего баланса тепла в каждом корпусе. Уравнение теплового баланса для j-го корпуса записывается в следующем виде:

G_нj* c_нj* (t_кj-1 - t_кj ) + M_* c_нj* Dt_перj = ω_j* (I_{вп j} - c_в* t_кj ),

где М – производительность циркуляционного насоса (в кг/с),тип которого определяют по каталогу [11] для выпарного аппарата с поверхностью теплопередачи F_ор .

Для первого корпуса t_кj-1 – это температура раствора, поступающего в аппарат из теплообменника-подогревателя.

В аппаратах с естественной циркуляцией обычно достигаются скорости раствора u = 0,6 – 0,8 м/с. Примем u = 0,7 м/с. Для этих аппаратов масса циркулирующего раствора равна:

M = u*S*ρ,

где S- сечение потока в аппарате (м² ), рассчитываемая по формуле:

S = F_{ор *} d_вн /4_* H,

где d_вн – внутренний диаметр труб, м;

Н – принятая высота труб, м.

S = 18,3_* 0,034/4_* 4 = 0,039 м² .

M = 0,7_* 0,039_* 1109,5 = 30,3 кг/с.

Таким образом, перегрев раствора в j-м аппарате Dt_перj равен:

Dt_перj = [ω_j* (I_{вп j} - c_в* t_кj ) - G_нj* c_нj* (t_кj-1 - t_кj )] / M_* c_нj.

Dt_пер1 = [ω_1* (I_{вп 1} - c_в* t_к1 ) - G_н1* c_н1* (t_{к исх} - t_к1 )] / M_* c_н1 = [0,346_* (2750 – 4,19_* 151,86) –

1,11_* 3,5196_* (103 – 151,86)] / 30,3_* 3,596 = 8,1

Dt_пер2 = [ω_2* (I_{вп 2} - c_в* t_к2 ) - G_н2* c_н2* (t_к1 - t_к2 )] / M_* c_н2 = [0,381_* (2750 – 4,19_* 147,82) – 1,11_* 3,520_* (1151,86 – 75,54)] / 30,3_* 3,520 = 4,3

Полезная разность температур

Полезную разность температур (в ⁰ С) в каждом корпусе можно рассчитать по уравнению:

Dt_пj = t_гj –t_кj .

Dt_п1 = t_г1 – t_к1 = 174,5-151,8=22,7;

Dt_п2 = t_г2 – t_к1 = 147,82-75,54=72,28;

Анализ этого уравнения показывает, что величина Dt_пер / 2 – не что иное как дополнительная температурная потеря. В связи с этим общую полезную разность температур выпарных установок с аппаратами с вынесенной зоной кипения нужно определять по выражению:

ΣΔt_п = t_г1 - t_бк - ΣΔ^/ - ΣΔ^/// + ΣΔ^// .