4.8 Розподіл корисної різниці температур

Корисні різниці температур в корпусах установки знаходимо з умови рівності їх поверхонь теплопередачі:

, (4.38)

де Δt_кj – корисна різниця температур для j-го корпусу, ºС;

Q_j – теплове навантаження для j-го корпусу, кВт;

K_j – коефіцієнт теплопередачі для j- го корпусу.

Підставивши чисельні значення отримаємо:

ºС;

ºС;

ºС

Перевіримо загальну корисну різницю температур:

ºС

Поверхню теплопередачі випарних апаратів розраховуємо за формулою (4.1):

м²;

м²;

м²

Порівняння розподілених з умови рівності поверхні теплопередачі і попередньо розрахованих значень корисних різниць температур Δt_к зводимо в таблицю.

Таблиця 4.5 – Порівняння попередньо розрахованих та розрахованих в першому наближенні значень корисних різниць температур

	Корпус
	1	2	3
Розподіленні в першому наближенні Δtк,ºС	8,24	7,341	7,214
Попередньо розраховані значення Δtк, ºС	4,257	6,604	11,934

Друге наближення

Корисні різниці температур, розраховані із умов рівного перепаду тиску в корпусах, знайдені в першому наближенні із умови рівності поверхонь теплопередачі в корпусах, суттєво відрізняються. Тому необхідно заново перерозподілить температури між корпусами установки. В основу цього перерозподілу температур повинні бути покладені різниці температур, знайдені із умов рівності поверхонь теплопередачі апаратів.

4.9 Уточнений розрахунок поверхні теплопередачі

У зв’язку з тим, що суттєві зміни тисків в порівнянні з розрахованими в першому наближенні проходить тільки в першому і другому корпусах, в другому наближенні приймаємо такі ж значення Δ', Δ'', Δ''' для кожного корпусу, як і в першому наближенні. Отриманні після перерозподілу температур параметри розчинів і парів по корпусам представленні в таблиці 4.6.

Таблиця 4.6 – Параметри розчинів і парів по корпусам

Параметри	Корпус
	1	2	3
Продуктивність по випарюваної води w, кг/с. Концентрація розчинів х, % Температура гріючого пара в першому корпусі tг1, ºС Корисна різниця температур Δtк, ºС Температура кипіння розчину tк = tг – Δtк, ºС Температура вторинної пари tвп=tk-(Δ'-Δ''), ºС Тиск вторинної пари Рвп, МПа Температура гріючої пари tг = tвп- Δ''', ºС	0,94 12,22 120,119 8,24 111,879 106,937 0,1297 -	0,998 16,18 - 7,341 102,579 95,919 0,087 105,937	1,061 25 - 7,214 88,442 74,822 0,038 94,919

Теплові навантаження розраховуємо за формулами (4.24) – (4.26):

Q₁ = 1,03 [5·3,738·(111,879 – 105,937) + 0,94·(2690,20 – 4,19·111,879)] = 2265,173 кВт;

Q₂ = 1,03[4,06·3,719·(102,579 – 111,879) + 0,998·(2667,35 – 4,19·102,579)] = 2155,426 кВт;

Q₃ = 1.03[3,062·3,555·(88,442 – 102,579) + 1,061·(2630,44 – 4,19·88,442)] = 2311,148 кВт.

Розрахунок коефіцієнтів теплопередачі, які розраховані наведеним вище методом приводить до наступних результатів:

К₁ = 1171,431 Вт/(м²·К); К₂ = 1250,595 Вт/м²·К; К₃ = 1364,960 Вт/м²·К.

Розподіл корисної різниці температур розраховуємо за формулою (4.38):

ºС;

ºС;

ºС

Перевіримо загальну корисну різницю температур:

ºС

Таблиця 4.7 – Порівняння попередньо розрахованих та розрахованих в першому наближенні значень корисних різниць температур

	Корпус
	1	2	3
Δtк, в другому наближенні Δtк, ºС Δtк, в першому наближенні Δtк, ºС	8,24 8,24	7,341 7,341	7,214 7,214

Розбіжності між корисними різницями температур по корпусам в першому і другому наближенні не перевищує 5 %.

Поверхню теплопередачі випарних апаратів розраховуємо за формулою (4.1)

м²;

м²;

м²

По ГОСТ 11987-81 [1, дод.4.2, с.183] вибираємо випарний апарат з наступними характеристиками:

Номінальна поверхня теплообміну F_н 250 м²

Діаметр труб d 38×2 мм

Висота труб H 4000 мм

Діаметр граючої камери d_к 1400 мм

Діаметр сепаратору d_c 3200 мм

Діаметр циркуляційної труби d_н 900 мм

Загальна висота апарата Н_а 14500 мм

Маса апарату М_а 15000 кг

4.10 Визначення товщини теплової ізоляції

Товщину теплової ізоляції δ_и знаходжу з рівняння питомих теплових потоків через шар ізоляції від поверхні ізоляції в навколишнє середовище:

(4.39)

де α_в – коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої поверхні ізоляційного матеріалу в зовнішнє середовище; Вт/(м²·К);

t_ст2 – температура ізоляції зі сторони навколишнього середовища (повітря), ⁰С;

t_ст1 – температура ізоляції зі сторони апарату, ⁰С;

t_в – температура навколишнього середовища, ⁰С;

λ_и – коефіцієнт теплопровідності ізоляційного матеріалу (Вт/(м²·К).

Приймаємо температуру ізоляції зі сторони навколишнього середовища для апаратів, що працюють у закритому приміщенні t_ст2 = 40 ºС [1, с.177]. Приймаємо температуру ізоляції зі сторони апарату рівною температурі гріючої пари: t_ст1=t_г1=120,119 ⁰С. Температуру навколишнього середовища приймаємо рівною 20 ºС.

Коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої поверхні ізоляційного матеріалу в зовнішнє середовище розраховуємо за формулою:

, (4.40)

Вт/м²·К.

В якості матеріалу для теплової ізоляції вибираємо совеліт (85% магнезії+15% азбесту), який має коефіцієнт теплопровідності λ_и =0,09 Вт/м²·К [11].

Розраховуємо товщину теплової ізоляції для першого корпусу:

.

Приймаємо товщину теплової ізоляції 0,031 м і для інших корпусів.