2 Тепловой расчет мву

2.1 Распределение выпариваемой воды по ступеням мву

Количество воды, которое необходимо удалить из раствора на МВУ - производительность МВУ по вторичным парам - определяется из соотношения:

(6)

W=14· (1-)=9,739 ,кг/с ;

Согласно [5] предварительное распределение количества выпариваемой воды по ступеням осуществляется с помощью коэффициентов с помощью коэффициентов испарения и самоиспарения, определяемых по данным, всегда имеющимся в начале расчета.

Для любой ступени МВУ:

, (7)

где - теплота парообразования греющего пара, кДж/кг, определяемая по давлениюиз [3]:

=2086,кДж/кг;

- теплота парообразования вторичного пара последней ступени, кДж/кг; определяется по давлениюиз [3]:

=2318,кДж/кг;

n– число ступеней в МВУ;

n=4шт;

=0,974;

Коэффициент самоиспарениядля любой ступени МВУ:

(8)

где ; здесь- температура вторичного пара в последней ступени установки,С. Определяется по давлениюиз [3]:

=62,183,С;

– средняя теплоемкость раствора в установке; здесьи- начальная и конечная теплоемкости выпариваемого раствора, определяемые по его концентрации и температуре на входе и выходе из МВУ :

6,594 ,кДж/(кгК);

- средняя теплота парообразования в установке:

2202 ,кДж/кг.

Вычислив коэффициенты и, необходимо составить систему уравнений материального баланса МВУ, в которой искомой величиной является количество воды, кг/ч, выпариваемое в 1 ступени:

, (9)

где - количество вторичного пара, отбираемого из МВУ на производственные нужды, кг/ч. Если в какой-то-й ступени пароотбора нет, то соответственно.В результате решения уравнения [13], получаем оличество выпаренной воды в ступенях:

Все уравнения системы (13) в правой части преобразуется в функции количества воды , т.е.и т.д. Затем по уравнению

, (10)

получают количество воды, выпариваемое в 1 ступени, и далее по уравнениям [13] – количество воды, выпариваемое во всех остальных ступенях:

W=0,991+2,109+3,012+3,627=9,739.

При расчете МВУ под давлением распределение количества выпариваемой воды нужно производить так, чтобы .

2.2 Концентрация раствора и давление пара по ступеням мву

Количество раствора, переходящее из одной ступени МВУ в другую, можно определить по соотношениям:

, (11)

Концентрация выпариваемого раствора на выходе из ступени,b, % мас., определяется по уравнениям:

;;

,

и для любой ступени формула принимает следующий вид:

; (12)

Общий перепад давления в МВУ определяется как:

(13)

, бар.

При предварительном расчете предполагается, что перепады давления пара по ступени будут одинаковыми, т.е.

(14)

бар.

Тогда давление вторичного пара в паровом пространстве аппаратов составит:

I-я ступень:;

II-я ступень:;

III-я ступень:;

IIII-я ступень:; и так далее.

2.3 Определение полезного перепада температур на мву

а) Физико-химическая температурная депрессия для каждой ступени выпаривания определяется по уравнению:

(15)

где - значение температурной депрессии при атмосферном давлении,С. Табличные значенияв зависимости от концентрации заданного раствора можно получить из справочников [I,4,6,7,II,I3,I4,27,30]. При определениив выпарных аппаратах принимают концентрацию раствора на выходе из аппарата. Только для прямоточных аппаратов расчет ведут по средней концентрации раствора в аппарате:

; (16)

;⁰С

;⁰C

⁰C

⁰C

- поправка на давление. На промпредприятиях выпаривание часто ведут под различным давлением, отличным от атмосферного как в большую, так и в меньшую стороны. В таких случаях поправку на давление вычисляют по формуле И.А. Тищенко

(16)

- температура кипения чистого растворителя (воды), К, при давлении вторичного пара в аппарате; определяется по давлениюиз [3]:

- теплота парообразования воды при давлении вторичного пара в аппарате; определяется по давлениюиз [3]: