Расчёт концентраций выпариваемого раствора
Определение температурных потерь
Расчёт полезной разности температур
Расчет коэффициентов теплопередачи
Распределение полезной разности температур
Определение расхода охлаждающей воды
Определение поверхности теплопередачи подогревателя
Расчёт объёма и размеров емкостей
Навигация
Определение температурных потерь
Расчет трехкорпусной выпарной установки непрерывного действия
29185
знаков
6
таблиц
1
изображение
1.2.1 Определение температурных потерь
Температурные потери в выпарном аппарате обусловлены температурной 
, гидростатической 
и гидродинамической 
депрессиями.
а) Гидродинамическая депрессия вызвана потерей давления пара на преодоление гидравлических сопротивлений трения и местных сопротивлений паропроводов при переходе из корпуса в корпус. Обычно в расчётах принимают = 1,0 – 1,5 ºС на корпус. Примем = 1 ºС, тогда температуры вторичных паров в корпусах равны:
tвп1 = tГ2 + 
= 129,78+1=130,78 ºС
tвп2 = tГ3 + 
= 110,4+1=111,4С
tвп3 = tбк + 
=53,71+1=54,71 ºС
Сумма гидродинамических депрессий:
ºС
По температурам вторичных паров определим их давления и теплоты парообразования (табл. 2.2).
Таблица 1.2 – Давления и теплоты парообразования
| Температура,ºС | Давление, МПа | Теплота парообразования, кДж/кг |
| tвп1=130,78 | Pвп1=0,2787 | rвп1=2177 |
| tвп2=111,4 | Pвп2=0,1504 | rвп2=2230 |
| tвп3=54,71 | Pвп3=0,0155 | rвп3=2367 |
б) Гидростатическая депрессия обусловливается наличием гидростатического эффекта, заключающегося в том, что вследствие гидростатического давления столба жидкости в трубах выпарного аппарата температура кипения раствора по высоте труб неодинакова. Величина не может быть точно рассчитана ввиду того, что раствор в трубах находится в движении, причем величина зависит от интенсивности циркуляции и изменяющейся плотности парожидкостной эмульсии, заполняющей большую часть высоты кипятильных труб. Приблизительно расчет возможен на основе определения температуры кипения в среднем поперечном сечении кипятильных труб. Величина определяется как разность температуры кипения в среднем слое труб 
и температуры вторичного пара (
):
(1.5)
Для того, чтобы определить нужно найти давление в среднем слое (Pср) и по этому давлению определить температуру в среднем слое (по таблице свойств насыщенного водяного пара). Плотность парожидкостной эмульсии в трубах при пузырьковом режиме кипения принимается равной половине плотности раствора. Плотность раствора (при 100 °С) определяется в зависимости от концентрации раствора в корпусе.
Давление в среднем сечении кипятильных труб (в МПа) равно сумме давлений вторичного пара в корпусе и гидростатического давления столба жидкости (∆Pср ) в этом сечении трубы длиной H:
Pср = Pвп + ∆Pср = Pвп +
Для выбора значения H нужно ориентировочно определить поверхность теплопередачи выпарного аппарата. При кипении водных растворов можно принять удельную тепловую нагрузку аппаратов с естественной циркуляцией q = 10000 ÷ 30000 Вт/м2. Примем q = 10000 Вт/м2. Тогда поверхность теплопередачи первого корпуса ориентировочно будет равна:
По ГОСТ 11987—81 для выпарного аппарата с естественной циркуляцией и вынесенной греющей камерой ближайшая будет поверхность – 63 м2 при диаметре труб 38x2 мм и длине труб Н = 4000 мм.
Давления в среднем слое кипятильных труб корпусов равны:
P1ср = Pвп1 +
МПа
P2ср = Pвп2 +
МПа
P3ср = Pвп3 +
МПа
Этим давлениям соответствуют следующие температуры кипения и теплоты парообразования (табл. 1.3):
Таблица1.3 – Температуры кипения и теплоты парообразования
| Давление, МПа | Температура,ºС | Теплота парообразования, кДж/кг |
| P1ср = 0,2872 | t1ср=131,9 | r1ср=2173,5 |
| P2ср = 0,1611 | t2ср=113,4 | r2ср=2225 |
| P3ср = 0,0268 | t3ср=62,3 | r3ср=2374 |
Определяем гидростатическую депрессию по корпусам
Сумма гидростатических депрессий составляет:
в) Температурная депрессия определяется по уравнению:
, (1.6)
где Тср =(tср + 273), К;
– температурная депрессия при атмосферном давлении, ºС;
– теплота парообразования вторичного пара, кДж/кг.
Определяется величина как разность между температурами кипения раствора и чистого растворителя (воды) при атмосферном давлении. Температуры кипения раствора при атмосферном давлении в зависимости от концентрации даны в справочной литературе.
Находим значение по корпусам:
ºС
ºС
ºС
Сумма температурных депрессий равна:
Тогда температуры кипения растворов по корпусам равны:
ºС
ºС
ºС
Похожие работы
... этих факторов должно учитываться при технико-экономическом сравнении аппаратов и выборе оптимальной конструкции. Ниже приводятся области преимущественного использования выпарных аппаратов различных типов. Для выпаривания растворов небольшой вязкости ~8 10-3 Па с, без образования кристаллов чаще всего используются вертикальные выпарные аппараты с многократной естественной циркуляцией. Из них ...
... , его нормализуют после сгущения водой, обезжиренным молоком или сливками. Вода должна быть кипяченой и очищенной. 4. Расчет двухкорпусной вакуум-выпарной установки Расчет двухкорпусной вакуум-выпарной установки с термокомпрессором для изготовления сгущенного молока с разработкой выпарного аппарата. Исходные данные: Производительность по испаренной влаге: W=2000; Давление рабочего пара: ...
... расход теплоносителя, м3/сек; G – массовый расход теплоносителя, кг/ч; γ – плотность пара, кг/м3; w – скорость пара, м/сек. Скорость пара принять 20 м/сек. Расчеты сводим в табл. Таблица расчетов штуцеров выпарной установки Наименование штуцера Расход пара, кг/ч Давление пара, ат Плотность, кг/м3 Секундный расход, м3/с Скорость пара, м/с Диаметр, мм расчетный принятый ...
... жидкости в трубах, а также от интенсивности парообразования Поэтому в аппаратах с принудительной циркуляцией выпаривание эффективно протекает при малых полезных разностях температур,. не превышающих 3—5 °С и при значительных вязкостях растворов Одна из конструкций выпарного аппарата с принудительной циркуляцией показана на рис 16. Аппарат имеет выносную вертикальную нагревательную камеру ...
0 комментариев