Расчет испарителя

3.5.2 Расчет испарителя

В корпусе кипит конденсат, в змеевике конденсируется греющий пар.Параметры греющего пара: 130°С, Р_г=0,25МПа, =2720,7кДж/кг,

h_конд=535,4кДж/кг, температура конденсации греющего пара ⁼127,43°С.

В конденсатосборник поступает конденсат в количестве G_к=1,452кг/с, его температура t_К=50°С. Конденсат нагревается до t_кип=104,81°С.

Уравнение теплового баланса:

Q_и =G_кC_к(t_кип-t_к)+аG_кr =D_и(- h_конд), [14,с.19] (3.5.2.1)

где D_и - расход греющего пара в испаритель, кг/с;

G_к - расход холодного теплоносителя (конденсата), кг/с;

C_к - удельная теплоемкость конденсата при t_к.ср;

C_к =4,2кДж/кг*К;

примем =0,97;

r - теплота парообразования теплоносителя, кДж/кг;

a - доля конденсата, испаряющегося в змеевиковом испарителе; примем a=0,1;

Q_и=1,452*4200(104,81-50)+0,1*1,452*2244,4=334579Вт.

Рисунок 3.3 - Построение зависимости  при графоаналитическом методе расчета конденсатора

Расход греющего пара в испаритель:

(3.5.2.2)

0,16кг/с.

Средняя разность температур:

_нач= -  =127,43-50=77,43 _кон =  - =127,43-104,81=22,62

°С

Определим коэффициент теплопередачи в змеевике [4,с.153]:

, (3.5.2.3)

где  - коэффициент, учитывающий относительную кривизну змеевика;

(3.5.2.4)

где d - внутренний диаметр трубы змеевика, мм;

D - диаметр витка змеевика, мм; т.к. сборник конденсата имеет диаметр 800мм,

примем D=600мм; d=19,2мм;

1,113.

(3.5.2.5)

где А - коэффициент, объединяющий физико-химические константы воды и пара, по[4,с.164] А=7,5;

d - внутренний диаметр трубы, м;

L – длина трубы;

по [4,с.163] при =44,56°С

183,3L=183,3d=183,3*19,2=3519,36мм;

Поверхностная плотность теплового потока от пара к стенке:

Конденсатосборник выполнен из стали 12Х18Н10Т с =26,ЗВт/(м*К), d_н/d_вн=25/19,2мм, толщина стенки 2,9мм. Для накипи примем значения 2 Вт/(м*К) и 0,2мм.

Поверхностная плотность теплового потока через стенку трубы:

Поверхностная плотность теплового потока через накипь:

При кипении жидкости в большом объеме коэффициент теплопередачи:

(3.5.2.6)

где С - коэффициент, зависящий от свойств жидкости и поверхности нагрева; примем для кипящего конденсата С=3;

=1 - множитель, учитывающий физические свойства жидкости; при

t_к.ср= 100°С Р= 1 кг/см²;

; [15,с.44]

Графически определяем при =44,56°С q=631281 Вт/м² .

Коэффициент теплопередачи конденсатора:

Площадь поверхности теплообмена: