Реферат: Проектирование выпарной установки

Оптимальная высота уровня Н_опт

Н_опт =(0.26+0.0014­­­­(r_р -r_в )) Н_тр (6)

Где (r_р -r_в ) – разность плотностей раствора и воды соответственно при температуре кипения, если температура кипения неизвестна то можно взять при t=20°С /2, с.252/

Н_тр – рабочая высота труб, м

Плотность раствора r_р , и воды r_в при температуре t=20 °С, и концентрации X_кон (Приложение 2, п.1)

r_в =962.681 кг/м³

r_р =1013 кг/м³

Примем Н_тр =6 м, тогда

Н_опт =(0.26+0.0014­­­­(1.047 10⁴ -997.34)) 6=1.974 м

(6)

Па

Температуру кипения на середине кипятильных труб при Р_ср

(Приложение 2. П.5)

91.834 °С

3.1.2.4 Определение давления греющего пара.

Зададимся полезной разностью температур Dt_{полезн.} ³25 °С

Dt_{полезн.} =30 °С

Найдем температуру конденсации греющего пара t_{конд.гр.п} , °С:

t_{конд.гр.п.} = t_кип +Dt_{полезн.} (7)

t_{конд.гр.п.} = 91.834+30=124,168 °С

По температуре конденсации греющего пара найдём давление греющего пара Р_гр.п , ат / 2, табл. LVI /

Р_гр.п =2,2256 ат

3.1.3 Тепловой баланс выпарного аппарата.

Уравнение теплового баланса выпарного аппарата:

Q= Q_нагр + Q_исп + Q_пот (8)

где Q – расход теплоты на выпаривание, Вт;

Q_нагр – расход теплоты на нагрев раствора до температуры кипения, Вт;

Q_исп – расход теплоты на упаривание раствора до конечной концентрации, Вт;

Q_пот – расход теплоты на компенсацию потерь в окружающую среду, Вт;

3.1.3.1. Расход теплоты на компенсацию потерь в окружающую среду

Расход теплоты на компенсацию потерь в окружающую среду Q_пот при расчёте выпарных аппаратов принимается 3-5% от суммы (Q_нагр + Q_исп )

/ 2, с 247 /. Следовательно:

Q= 1.05 (Q_нагр + Q_исп )

Температуру исходного раствора t_нач , поступающего в выпарной аппарат из теплообменника примем на 2.5°С меньше t_кон :

t_нач = t_кон -2.5

t_нач =89.168-2.5=86.668 °С

3.1.3.2 Расход теплоты на нагрев:

Q_нагр = G_нач с_нач (t_кон -t_нач ) (10)

где G_нач – производительность по разбавленному раствору

с_нач – удельная теплоёмкость раствора при t_нач и начальной концентрации Х_нач , Дж/(кг К) (Приложение 2, п.3)

с_нач =4.141 10³ Дж/(кг К)

Q_нагр = 4.5 4.141 10³ (89.168-86.668)=4.658 10⁴ Вт

3.1.3.3 Расход теплоты на испарение:

Q_исп =W×(i”_вт.п - с_в ×t_кон ) (11)

где i_вт.п – удельная энтальпия вторичного пара на выходе из аппарата при температуре t₁ , из таблицы / 2, табл.LVI/, кДж/кг;

с_в – удельная теплоёмкость воды при t_кон , (Приложение 2, п.3) Дж/(кг К)

i_вт.п =2656 кДж/кг,

с_в =4213 Дж/(кг К)

Q_исп =3.336×(2656×10³ - 4213×89.168)=7.611×10⁶ Вт

3.1.4. Расчёт поверхности теплообмена выпарного аппарата.

Для расчёта поверхности теплообмена выпарного аппарата запишем уравнение теплопередачи:

Q=K F Dt_{полезн.} (12)

где К – коэффициент теплопередачи Вт/(м² К)

F – площадь поверхности теплообмена, м² ;

Коэффициент теплопередачи К найдем из выражения:

(13)