7. Определение площади поверхности нагрева

Поверхность теплопередачи каждого корпуса выпарной установки определяют по основному уравнению теплопередачи:

. (36)

По приложению Д выбирают выпарной аппарат.

3.2 Конструктивный расчет выпарного аппарата

1. Греющая камера

Число труб греющей камеры n определяют из уравнения:

(37)

,

где: F – поверхность нагрева, м²;

l – длина кипятильных труб, м;

d_P - расчетный диаметр трубы, м. В качестве расчетного диаметра принимают:

при

при

при

d_B и d_H – внутренний и наружный диаметр труб, м.

Располагая трубы по сторонам правильного шестиугольника, выбирают ближайшее число труб n и l уточняют по уравнению (10).

Соотношение площадей сечения циркуляционной трубы и труб греющей камеры должно быть:

для аппаратов с центральной циркуляционной трубой

для аппаратов с наружной циркуляционной трубой и с выносной греющей камерой

для аппаратов с подвесной греющей камерой .

Тогда диаметр циркуляционной трубы , м, определится из уравнения:

. (38)

Диаметр корпуса аппарата D, м, находится по уравнению:

(39)

,

где: - шаг расположения трубок, м;

– коэффициент использования трубной доски, принимают

.

В аппаратах с подвесной греющей камерой из центра пучка труб удаляется часть труб для размещения в этом месте трубы, подводящей греющий пар.

(40)

Диаметр греющей камеры D_K , м, определяется по уравнению:

,

где: – число труб по диагонали шестиугольника;

– шаг разбивки труб, м.

В

(41)

аппаратах с подвесной греющей камерой циркуляция раствора происходит в кольцевом пространстве, образованном подвесной камерой и корпусом аппарата. Диаметр корпуса аппарата D_KA , м определяется по формуле:

Диаметры циркуляционных труб, обечаек греющих камер, корпусов и сепараторов должны выбираться из ряда: 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1400, 1600, 2000 мм [3].

3.2.2 Размеры парового пространства

Паровой объем выпарного аппарата над раствором должен обеспечить достаточно полное отделение вторичного пара от капель упаренного раствора. Необходимый объем парового пространства , м³, определяется по формуле:

(42)

,

где: – количество выпаренной воды, кг/с;

– допускаемое напряжение парового пространства, кг/(м³с).

Е

(43)

сли парожидкостная смесь вводится ниже уровня раствора, то значение допустимого напряжения можно определить:

,

где: – значение допустимого напряжения парового пространства при атмосферном давлении, кг/(м³с); для растворов солей и щелочей можно принять , меньшая величина принимается для пенящихся растворов;

– коэффициент, зависящий от давления среднего слоя, принимается из таблицы 2.

Таблица 2 – Поправочный коэффициент давления

Давление, МПА	0,04	0,06	0,08	0,10	0,15	0,20	0,25	0,30	0,40
	0,85	0,87	0,62	1,01	1,37	1,73	2,08	2,44	3,15

– коэффициент, зависящий от наименьшего уровня , м, раствора над точкой ввода парожидкостной смеси, принимается из таблицы 3.

Таблица 3 – Поправочный коэффициент давления

, м	0	0,05	0,1	0,15	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
	1,0	0,88	0,69	0,59	0,51	0,4	0,32	0,27	0,24

Для аппаратов с центральной циркуляционной трубой и подвесной греющей камерой м. Для аппаратов с выносной греющей камерой и с наружной циркуляционной трубой м.

(44)

Высоту сепаратора , м рассчитываю по формуле:

,

где: – площадь сечения сепаратора, должна составлять 0,81,0 м.