56

Рап1 , θ1

Рап2 , θ2

Рап3 , θ3

вторичный пар

вторичный пар

вторичный пар

В конденсатор

1

1

1

греющий пар,

РГР

I

II

II

I

Концентрир.

Концентрир.

Концентрир.

раствор

раствор

раствор

Неконцентрированный

конденсат

конденсат

раствор

конденсат

1 - выпарной аппарат

Рисунок 2.9 - Схема трехкорпусной выпарной установки с параллельным

питанием по раствору

2.7 Полная температурная депрессия

Полная температурная депрессия

1 2 3, оС ,

(2.9)

где 1 - физико-химическая температурная депрессия (описана в п.п. 2.1); 2 -

гидростатическая температурная депрессия; 3 - гидравлическая температур-

ная депрессия.

Гидростатическая температурная депрессия равна разности температур кипения

раствора на поверхности и на глубине (обычно берётся на половине высоты h

1

1

р

кипятильных труб выпарного аппарата). Для этого

по давлению в аппарате р находится температура

h/2

кипения раствора в сечении 1-1 tкип1 (рисунок 2.10).

2

2

р

h/2

Увеличение давления на половине высоты трубок с

учетом паронаполнения = 0,4…0,6 определяется

Рисунок 2.10 – К определе-

по формуле

р 1 h g ρ

1 ε и давление в сечении

нию гидростатической тем-

пературной депрессии

2

2 = tкип2 - tкип1

(2.10)

2.8 Полная и полезная разности температур

Полная разность температур в n-корпусной установке

tполн tгр θn ,

(2.11)

tполезн

tполн

n

- i ,

(2.12)

i 1

F1 F2 ... Fn

(2.13)

Q1 k1 F1

t1

. . . . . .

. . ,

(2.14)-(2.15)

60

co , c1 , c2 , c3 - удельные теплоемкости раствора, кДж/(кг·К);

to , t1, t2 , t3

- температуры кипения раствора, оС;

i1

, i2 ,

i3

- энтальпии греющего пара, кДж/кг;

i1

, i2 , i3

- энтальпии вторичного пара, кДж/кг;

1, 2 , 3

- температуры вторичного пара, оС;

1, 2 , 3

- энтальпии конденсата греющего пара, кДж/кг;

w1, w2, w3

- количество выпариваемой воды на 1 кг неконцентрированно-

го раствора, поступающего на выпарку;

d1

- удельный расход греющего пара, поступающего в первый

корпус установки, кг на 1 кг неконцентрированного раствора;

1, 2 , 3

- отбор экстрапара, кг/кг;

R

- расход пара извне (отработавшего, мятого) от других источников.

и

т.д.

В

этом

случае согласно принятым обозначениям получим

,

,

и т.д.

i1

i2

i2

i3

i3

i4

Приходные статьи баланса

с греющим паром

d1 i 1

с раствором

co to

Расходные статьи баланса

с вторичным паром

w1 i 1

с раствором, уходящим из аппарата, 1 w1 c1 t1

с конденсатом

d1 1

Уравнение теплового баланса

d1 i 1 1co to

w1 i 1 1 w1 c1

t1 d1 1

(2.32)

Если в аппарат поступает 1 кг раствора с теплоемкостью co

и из него удаляется

w1 кг воды с теплоемкостью cв ,

то, поскольку при выходе из аппарата получа-

ется 1 w1 кг раствора с теплоемкостью c1 , справедливо равенство

1co w1 cв 1 w1 c1

(2.33)

Подставив в уравнение (2.32) вместо выражения 1 w1 c1

величину co w1 cв и

решив его относительно w1 , получим:

i1' 1

t

o

t

(2.34)

w1 d1

co

1

i''

c

в

t

i''

c

в

t

1

1

1

1

62

i'

1

Множитель

1

1

, равный количеству воды, испаряемой за счет теплоты

i''

c

в

t

1

1

Выражение

to t1

1 может быть отрицательным, положительным или рав-

i''

c

в

t

1

1

фициентом самоиспарения.

Таким образом, уравнение (2.34) можно представить в виде

w1 d1 1 co

1 , кг/кг ,

(2.35)

d1

w1 co

1

(2.36)

1

w

1

R

1

i' d

1

1

1 w c t

(2.37)

2

1

1

1

w

i ''

1 w w

c

t

d

w

R

2

2

2

1

1

1

2

2

1

2

Принимая во внимание, что

1 w1 c1 co w1 cв

и

1 w1 w2 c2 co w1 cв w2 cв ,

произведем замену в уравнении (2,37) и после группировки получим

i'2 2

c w

t t

2

1

2

R

i'2

2

. (2.38)

w w

c

1

d

i'2' cв t2

i''2 cв t2

1 i'2' cв t2

i''2 cв t2

2 1

o

1

в

1

i

'

2

Заменяя

в

выражении

(2.38)

2

2

- коэффициент испарения;

i'2'

cв t2

t1 t2

2

- коэффициент самоиспарения;

1

2

2 - коэффициент само-

i''2 cв t2

i'2' cв t2

испарения перепускаемого конденсата¸ получаем

w2 w1 2

co w1 cв 2

d1

2

1

R 2 .

(2.39)

Подставляя в (2.39) вместо w1

выражение для него согласно формуле (2.35), по-

лучаем

w2 d1 1 2 1 2 cв

2 co 2

1 1

2 cв

2 1 R 2

(2.40)

w3 d1 3 1 2 1 2 cв 2 3 cв 1 1 2 1 2 cв 1 3 3

c0 3 2 1 1

2 cв 2 3 cв 1 2

1 1 2 cв

2 3

(2.41)

1 R 2 3 3 3 3 2 3

Обозначим в уравнениях (2.35), (2.40) и (2.41) коэффициенты при d1

через

x1, x2 , x3 , при co

через y1, y2 , y3 , при 1

R через z ,

т.е. z2 ,

z3 , при

2

через

z ,

т.е. z3 .

Тогда для w1, w2

и w3

получим следующие уравнения:

w1 d1

x1

co y1

,

z2 ,

(2.42)

w2 d1 x2 co y2 1

R

(2.43)

w3 d1 x3 co y3

1

R z3

2

z3 ,

(2.44)

а для n-ого корпуса установки

wn d1 xn

co yn 1 R

3

(n 1)

(2.45)

zn

2 zn

zn ... n 1 z

n

w1 w2

w3

... wn

d1

x1

x2

x3 ...

xn

(2.46)

co y1

y2

y3 ... yn 1 R z2

z3

z4 ... zn

3

... n 1 z

(n 1)

2 z3

z4

... zn

z4

z5

... zn

n

Z2

z3

z4

... zn

Z3

z4

z5

... zn

Wn d1 X n co Yn

1

R Z1

2 Z2 3 Z3 ... n 1 Zn 1

(2.47)

Wn co Yn

1

R Z1

2

Z2

3

Z3

... n 1

Zn 1

(2.48)

d1

X n

x2 1 2 1 2 cв

2 1 2 cв

2 ;

x3 3 1 2 1 2 cв 2 3 cв 1

1

2 1 2 cв 1 3 3

.

1 2 cв 2 3 cв 1 1 2 cв

3 3 1 2 cв 2 2 3 cв

2 3

Коэффициенты при co

:

y1 1 ;

3

1

z3

Число

X

Y

Z1

Z2

корпусов

X1 1

Y1 1

1

-

-

2

X 2 2 2 cв 2

Y2 2 1 2

Z1 1

-

3

X 3 3 2 2 cв 2 3 cв 2 2 2 3

Y3 3 1 2 2 3

Z1 2 3 3

Z2 1