Курсовая работа: Двухкорпусная выпарная установка

Рассчитаем концентрации растворов в корпусах:

x₁ = G_н x_н /(G_н - ₁ ) = 1,11_* 0,11/(1,11 – 0,335) = 0,158, или 16%;

x₂ = G_н x_н /(G_н - ₁ - ₂ ) = 1,11_* 0,11/(1,11 – 0,335 – 0,393) = 0,319, или 32%.

Расчет коэффициентов теплопередачи

Коэффициент теплопередачи для первого корпуса определяют по уравнению аддитивности термических сопротивлений:

К₁ = 1 / (1/α₁ + Σδ/λ + 1/α₂ )

Примем, что суммарное термическое сопротивление равно термическому сопротивлению стенки δ_ст /λ_ст и накипи δ_н /λ_н . Термическое сопротивление загрязнений со стороны пара не учитываем. Получим:

Σδ/λ = 0,002/25,5 + 0,0005/2 = 2,87*10^-4 м² _* К/Вт.

Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке α₁ равен:

α₁ = 2,04_* ⁴ √(r_1* ρ² _{ж 1*} λ³ _{ж 1} ) / (μ_{ж 1*} Н_* Dt1),

где r₁ – теплота конденсации греющего пара, Дж/кг;

ρ_{ж 1,} λ_{ж 1} ,μ_{ж 1} – соответственно плотность (кг/м³ ), теплопроводность (Вт/м_* К), вязкость (Па_* с) конденсата при средней температуре пленки t_пл = t_{г 1} - Dt₁ /2, где Dt₁ – разность температур конденсации пара и стенки, град.

Расчет α₁ ведут методом последовательных приближений. В первом приближении примем

t_пл = 174,5 – 1 = 1175,5 град.

Тогда

α₁ = 2,04_* ⁴ √(2025,2_* 10³ _* 1095² _* 0,587³ )/(0,07_* 10^-3 _* 4_* 2) = 11101,61 Вт/ м² _* К.

Для установившегося процесса передачи тепла справедливо уравнение

q = α_1* Δt₁ = Δt_ст / (Σδ/λ) = α_2* Δt₂ ,

где q – удельная тепловая нагрузка, Вт/м² ;

Δt_ст – перепад температур на стенке, град;

Δt₂ – разность между температурой стенки со стороны раствора и температурой кипения раствора, град.

Отсюда

Δt_ст = α_1* Δt_1* Σδ/λ = 11101,61*2*2,87^-4 = 8,26 град.

Тогда

Δt₂ = Δt_{п 1} - Δt_ст - Δt = 22,7-8,24-2 = 16,46 град.

Коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящему раствору для пузырькового кипения в вертикальных трубок при условии естественной циркуляции раствора равен:

α₂ =Аq^0.6 =780 q^0.6 (λ¹ ₁ ^.3 *ρ₁ ^0.5 *ρ_п1 ^0.06 /σ₁ ^0,5 *r_в1 ^0,6 *ρ₁ ^0,66 *c₁ ^0,3 *μ₁ ^0,3 ).

Подставив численные значения, получим:

α₂ =780q^0.6 (0,587 ^1.3 *1095^0.5 *2,913^0.06 /0,078^0.5 *(2145*10³ ) ^0.6 *0,579^0.66 *3450^0.3 *(0,07*10^{3) 0.3)} =6976,4