Курсовая работа: Выпарная установка для выпаривания раствора NaNO3

Температурная депрессия при атмосферном давлении [3]:

Температурная депрессия по корпусам:

˚С

˚С

˚С

Сумма температурных депрессий равна:

Температуры кипения растворов в корпусах:

˚С

˚С

˚С

Расчет полезной разности температур

Общая полезная разность температур:

Полезные разности температур по корпусам:

˚С

˚С

˚С

˚С

Проверка суммарной полезной разности температур:

℃

Определение тепловых нагрузок

Расход греющего пара в 1-й корпус, производительность каждого корпуса по выпаренной воде и тепловые нагрузки по корпусам определим путем совместного решения уравнений тепловых балансов по корпусам и уравнения баланса по воде для всей установки:

1,03 – коэффициент, учитывающий 3% потерь тепла в окружающую среду. При решении этих уравнений можно принять: I _вп1 ≈ I _г2 ; I _вп2 ≈ I _г3 ; I _вп3 ≈ I _бк . Теплоемкости растворов: с_н =3,91 Дж/(кг·К); с₁ =3,84 Дж/(кг·К); с₂ =3,61Дж/(кг·К), с_в =4,19Дж/(кг∙К)

Решение системы уравнений дает следующие результаты:

D=0,651 кг/с; ω₁ =0,628 кг/с; ω₂ =0,567 кг/с; ω₃ =0,554 кг/с; Q₁ =1413 кВт;

Q₂ =1404 кВт; Q₃ =1337 кВт;

Параметры растворов и паров по корпусам:

Таблица 2

Параметр	Корпус
	1	2	3
Производительность по испаряемой воде ω, кг/с	0,628	0,567	0,554
Концентрация растворов x, %	12,67	17,24	27,00
Давление греющих паров Рг , 104 Па	39,2	26,7	14,2
Температура греющих паров tг , ˚С	142,9	132,9	108,7
Температура кипения раствора tк , ˚C	136,4	112,7	72,3
Полезная разность температур Δtп , град	6,5	17,4	36,4
Тепловая нагрузка Q, кВт	1413	1404	1337

Расчет коэффициентов теплопередачи

1) Коэффициент теплопередачи для первого корпуса :

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

Физические свойства кипящих растворов NaNO₃ и их паров:

Параметр	Корпус
	1	2	3
Теплопроводность раствора λ, Вт/(м·К)	0,61	0,62	0,63
Плотность раствора ρж , кг/м3	1089,3	1119,9	1200,1
Теплоемкость раствора с, Дж/(кг·К)	3910	3840	3610
Вязкость раствора μ, мПа·с	0,1	0,28	0,4
Поверхностное натяжение σ*10-3 , Н/м	72,8	74,7	76
Теплота парообразования rв , кДж/кг	2171	2227	2336
Плотность пара ρп , кг/м3	1,618	0,898	0,1876
Плотность пара при 1 атм., ρ0 , кг/м3	0,579	0,579	0,579

Коэффициент теплопередачи от конденсирующегося пара к стенке:

Расчет α₁ ведем методом последовательных приближений. Примем Δt₁ =0,98℃, A(при р=4атм)=10650Вт/м²

Для установившегося процесса передачи тепла справедливо уравнение: