Визначення корисної різниці температур по корпусах БВУ за варіантом однакової між корпусами БВУ поверхні теплообміну

2.7 Визначення корисної різниці температур по корпусах БВУ за варіантом однакової між корпусами БВУ поверхні теплообміну

Температурний напір для кожного корпусу БВУ можна визначити за формулою:

де  – загальний (повний) температурний напір БВУ, , визначається за формулою:

,

де  – загальна різниця температур по БВУ, , визначається за формулою:

,

де  – температура гріючої пари у 1-му корпусі БВУ, ;

– температура вторинної пари у барометричному конденсаторі, ;

– сумарна температурна депресія по корпусах БВУ, , визначається за формулою:

2.8 Визначення поверхні нагріву корпусів БВУ

Поверхня випарного апарата визначається із рівняння теплопередачі:

3. Конструктивний розрахунок корпусу БВУ

Конструктивний розрахунок виконується з метою визначення основних розмірів апарату і вибору загальної компоновки.

У якості випарного апарату обрана випарна установка з примусовою циркуляцією розчину (вид випарного апарату з основними розмірами наведений у додатку 1). Основними вузлами апарату є: 1 – трубчастий теплообмінний апарат; 2 – випарна камера (паровий простір); 3 – сепаратор; 4 – циркуляційна труба; 5 – циркуляційний насос. Розчин у циркуляційний контур забирається з нижньої частини випарної камери, де його температура найменша. Розділу температурних шарів розчину сприяє розвинута зливна труба, з якої нагріта у теплообміннику рідина надходить у верхній шар розчину. Пара на виході із випарного апарату відокремлюється від крапель у сепараторі.

Нагрів розчину здійснюється насиченою парою – при її конденсації у між трубному просторі теплообмінника.

Для урахування запасу продуктивності випарного апарату конструктивну величину його поверхні теплообміну приймають більше розрахункової на 20 %.

Кількість трубок у корпусі гріючої камери випарного апарату:

де  – розрахунковий діаметр трубок, визначається в залежності від співвідношення коефіцієнтів тепловіддачі  та :

,

де  – внутрішній діаметр трубки (із завдання), .

Площа прохідного перерізу для середовища, що рухається в середині трубок:

.

Витрата розчину у трубках:

Діаметр корпуса гріючої камери випарного апарату визначають за формулою:

де  – відносний шаг розміщення трубок, ;

 – зовнішній діаметр трубки гріючої камери випарного апарату, ;

 – коефіцієнт заповнення трубної дошки трубками, ;

 – кут, який залежить від розташування трубок, при розташуванні трубок по вершинам правильного шестикутника (найбільш раціональна розмітка) .

Діаметр парової камери вибирають таким:

Швидкість пари у паровому об’ємі:

,

де  – об’ємна витрата пари, , визначається за формулою:

,

де  – густина пари (визначається за тиском вторинної пари в апараті), .

Швидкість витання часток рідини:

,

де  – густина розчину (рідини), ;

 – середній діаметр крапель рідини, ;

 – коефіцієнт, що залежить від числа Рейнольдса,

,

де  – в’язкість пари, .

Так при :

Висота парового об’єму:

,

де  – кількість розчинника, що було випарена за годину, ;

 – допустиме навантаження на одиницю довжини парового об’єму.

Швидкість пари на виході із трубок:

.

Діаметр рециркуляційної труби визначається за формулою:

.