3. Температура кипения раствора

Температуру кипения раствора t_к, рассчитывают по уравнению:

(3.4)

где - температурная (физико-химическая) и гидравлическая депрессии соответственно, ⁰С. Величину гидравлической депрессии принимают авной 1–2 ⁰С [3], т.е

Температурную депрессию можно рассчитать по формуле Тищенко:

(3.5)

где - температурная депрессия при атмосферном давлении, ⁰C; t – температура паров в среднем слое кипятильных труб, ⁰C; r_w – удельная теплота парообразования при температуре t, Дж/кг.

Для исходного раствора (х_н):

= 1,5 К по [3], по величине t = t_w = 46,4⁰C (t_w=t_бк+Δ^’’’=45,4+1=46,4) определяю r_w = 2391,3 кДж/кг [5].

Получаю:

Температура кипения раствора t_к при х_н определяю по формуле (3.4):

t_н= 45,4+1,04+1=47,44 ⁰C.

Для упаренного раствора (х_к):

= 4,5 К по [3], по величине t = t_w =46,4 ⁰C определяю r_w = 2391,3 кДж/кг [5].

Получаю:

Температура кипения раствора t_к определяю по формуле (3.4):

t_к= 45,4+3,11+1=49,51⁰C.

4. Полезная разность температур

Полезная разность температур у аппаратов с вынесенной зоной кипения и принудительной циркуляцией равна [3]:

Δt_пол= t_г.п.–( t_к+0,5 Δt_пер), (3.4.1)

Температуру греющего пара t_г.п принимают на 15–30 ⁰C большей(принимаем на 28⁰C больше ), чем t_к, Δt_пер – температура перегрева раствора, ⁰C:

(3.4.2)

где i_w –удельная энтальпия вторичного пара при t_w , Дж/кг ; c_в –теплоемкость воды, Дж/(кг∙К); t_к и t_n – температуры кипения упаренного и исходного растворов соответственно. Определяем эти значения из справочной литературы: i_w =2581кДж/кг при t_w; c_в =4,23·10³ Дж/(кг∙К) [5]; c_n =3771 Дж/(кг∙К) [5]. Μ – массовый расход раствора, кг/с;

М=0,25· ω ·ρ_кF·d / H, (3.4.3)

где w – скорость раствора в трубах, м/с; ρ_к – плотность выпаренного раствора, кг/м³; F – поверхность выбранного выпарного аппарата, м², d – внутренний диаметр труб, м; Н – высота труб, м. Определяем значения ρ_к и ω из справочной литературе: ρ_к =1290,5 кг/м³ [4]; ω=2,3 м/с [3].

М= 0,25∙2,3∙1290,5∙160∙0,038 / 6 =751,93 кг/с,

Таким образом, перегрев раствора в аппарате равен:

⁰C.

Отсюда полезная разность температур, Δt_пол:

Δt_пол=77,51–(49,51 + 0,5∙1,75)=27,125 ⁰C

4. Определение тепловых нагрузок

Уточненный расход теплоты Q, Вт определяем по уравнению:

(3.5.1)

где i_w =2581 кДж/кг при t_w; c_в =4,23·10³ Дж/(кг∙К) [5]; c_n =3771 Дж/(кг∙К) [5]. Коэффициент 1,05 учитывает затраты тепла.

Получаем:

Расход греющего пара , кг/с определяем из уравнения:

(3.5.2)

где r_г.п. = 2390000 Дж/кг – удельная теплота конденсации греющего пара [5]; = 0,95 – степень сухости греющего пара [2]:

Относительный расход греющего пара по [2] d, кг/кг равен:

(3.5.3)

Получаю: