Распределение полезной разности температур

3.1.7 Распределение полезной разности температур

Полезные разности температур в корпусах установки находим из условия равенства их поверхностей теплопередачи:

, (3.13)

где Δt_{п j}, Q_j, K_j - соответственно полезная разность температур, тепловая нагрузка, коэффициент теплопередачи для j-го корпуса.

Подставив численные значения, получим:

Δt_{п 1}=77,09∙(6292/1271)/(6292/1271+4080/1151)=44,92 град;

Δt_{п 2}=77,09∙(4080/1151)/(6292/1271+4080/1151) =32.17 град.

Проверим общую полезную разность температур установки:

Σ Δt_п=Δt_п1 +Δt_п2 =44,92+32,17=77,09 °С

Рассчитаем поверхность теплопередачи выпарного аппарата по формуле (3.1):

F₁=6292∙10³/1271∙44,92=110,2 м²;

F₂=4080∙10³ /1151∙32.17=110,2 м².

В последующих приближениях нет необходимости вносить коррективы на изменение конструктивных размеров аппаратов. Сравнение распределенных из условий равенства поверхностей теплопередачи и предварительно рассчитанных значений полезных разностей температур Δt_п представлено в табл. 2:

Таблица 2

Второе приближение

Как видно, полезные разности температур, рассчитанные из условия равного перепада давления в корпусах и найденные в 1-ом приближении из условия равенства поверхностей теплопередачи в корпусах, существенно различаются. Поэтому необходимо заново перераспределить температуры(давления) между корпусами установки. В основе этого перераспределения температур(давлений) должны быть положены полезные разности температур, найденные из условия равенства поверхностей теплопередачи аппаратов.

3.1.8 Уточненный расчет поверхности теплопередачи

В связи с тем, что существенное изменение давлений по сравнению с рассчитанным в первом приближении происходит только в 1-ом корпусе, во втором приближении принимаем такие же значения Δ', Δ", Δ'" для каждого корпуса, как в первом приближении. Полученные после перераспределения температур(давлений) параметры растворов и паров по корпусам представлены в табл. 3:

Таблица 3

Рассчитаем тепловые нагрузки (в кВт):

Q₁=1,03∙[5∙4,14∙(97,98-96,46)+1,859∙(2711-4,19∙97,98)]=4438

Q₂=1,03[(5-1,859)∙3,994∙(88,13-96,46)+2,091∙(2585-4,19∙88,13)]=4665

Расчет коэффициентов теплопередачи, выполненный описанным выше методом, приводит к следующим результатам [в Вт/(м²∙К)]:

К₁=1223; К₂=1089

Распределение полезной разности температур

Δt_{п 1}= 77,09∙(4438/1223)/((4438/1223)+(4665/1089))=45,35 град;

Δt_{п 2}= 77,09∙(4665/1089)/((4438/1223)+(4665/1089)) =31,73 град.

Проверим общую полезную разность температур установки:

Σ Δt_п=Δt_п1 +Δt_п2 =45,36+31,73=77,09 °С

Сравнение полезных разностей температур Δt_п, полученных во 2-ом и 1-ом приближении, представлено в табл. 4:

Таблица 4

Различие между полезными разностями температур по корпусам в 1-ом и 2-ом приближениях не превышает 5%.

Поверхность теплопередачи выпарных аппаратов:

F₁=4438000/(1223∙45,35)=102,653 м²

F₂=4665000/(1089∙31,73)=102,655 м²

По ГОСТ 11987 - 81 выбираем выпарной аппарат со следующими характеристиками:

Таблица 5