- •Описание технологической схемы выпарной установки:
- •2.3.2 Определение температурной депрессии в II корпусе
- •2.4 Суммарная полезная разность температур и ее предварительное распределение
- •2.5 Определение параметров ведения процесса в корпусах
- •2.6 Расчет потоков w1 и w2 выпаренной воды в корпусах:
- •2.8.3 Расчет величин в01 и в02
- •2.8.4 Расчет поверхности теплообмена
- •3. Расход греющего пара
- •4. Расчет барометрического конденсатора
- •Список литературы
2.8.3 Расчет величин в01 и в02
Эти величины рассчитываются по формулам:
Молярная масса раствора М рассчитывается по следующей формуле:
где Мтв и Мв – молярные массы вещества и воды.
Для I корпуса (при концентрации а1=0,155 кг/кг):
Для II корпуса (при концентрации а2=0,3 кг/кг):
Кинематическая вязкость воды при температуре ее кипения под атмосферным давлением равна 0,294
Кинематические вязкости растворов ν1 и ν2 находим при их температурах кипения под атмосферным давлением в зависимости от концентрации по таблице: ν1=0,366*10-6 м2/с, ν2=0,466*10-6 м2/с.
В I корпусе при концентрации а1=15,5% температура кипения при атмосферном давлении равна 103,2°С. Соответствующее этой температуре давление насыщенного водяного пара Ps=1.14 бар, и константа Бабо в I корпусе равна:
Откуда:
Аналогично, по рассчитанной ранее константе Бабо во втором корпусе и справочным данным находим φ1:
2.8.4 Расчет поверхности теплообмена
Находим F.
Методом последовательной итерации находим F, приняв F=50 [м2].
Таблица 2.4. Результаты итерации
F |
F' |
50 |
32,126443 |
32,12644 |
29,536735 |
29,53673 |
29,21031 |
29,21031 |
29,17075 |
29,17075 |
29,165983 |
29,16598 |
29,165409 |
29,16541 |
29,165339 |
29,16534 |
29,165331 |
29,16533 |
29,16533 |
С этой поверхностью теплообмена в корпусах находим разности температур в каждом корпусе, соответствующие тепловым нагрузкам Q1 и Q2:
Проверка правильности расчета:
2.9 Определение параметров ведения процесса по найденным Δ1 и Δ2
Для этого заполняем окончательный вариант таблицы 2.2 при значениях Δ1 и Δ2 полученных в пункте 2.8.4
2.10 Уточнение величин W1 и W2 и тепловых нагрузок
Тепловые потоки:
2.11 Проверка правильности расчета
Расхождения не превышают погрешности в 5%.
2.12 Выбор стандартного выпарного аппарата
Найденная нами расчетная F=29,17 [м2] является окончательной.
По каталогу, находим ближайший больший выпарной аппарат с высотой труб H=4 [м] и δст=2 [мм] (так как эти значения мы использовали при расчете А1 и А2).
F=50[м2] действительная поверхность теплообмена при диаметре трубы 38*2[мм].
L=4000 мм длина трубы
D1=600 мм диметр греющей камеры
D2=1200 мм диаметр сепаратора
D3=219 мм диаметр циркуляционной трубы
H=7500 мм высота аппарата
M=3100 кг масса аппарата
3. Расход греющего пара
Расход греющего пара в I корпусе находим по формуле ниже:
Удельный расход первичного греющего пара на 1 кг вторичного пара установки в целом:
4. Расчет барометрического конденсатора
4.1 Определение температуры вторичного пара на входе в конденсатор.
i'2=2580 кДж/кг
Pконд=0,098 атм
4.2 Определение расхода охлаждающей воды в конденсаторе.
где t’в= 18°С – начальная температура охлажденной воды
Температура воды на выходе на 2-3°С ниже температуры вторичного пара на входе в конденсатор:
- конечная температура смеси
4.3 Расчет высоты и диаметра барометрической трубы.
где wδт=0,5-1 м/с – скорость воды в барометрической трубе (задаемся wδт=0,5 м/с)
По [6], приложение 4.6 Основные размеры барометрических конденсаторов, подбираем ближайший внутренний диаметр: , толщина стенки аппарата 5 мм, расстояние от верхней полки до крышки аппарата 1300 мм, расстояние от нижней полки до днища аппарата 1200 мм, расстояние между осями конденсатора и ловушки 675 мм, высота установки 4300 мм, ширина установки 1300 мм. Диаметр ловушки 400 мм, высота ловушки 1440 мм, расстояние между полками а1=220 мм, а2=260 мм, а3=320 мм, а4=360 мм, а5=390 мм. Условные проходы штуцеров: для входа пара 300 мм, для входа воды 100 мм, для выхода парогазовой смеси 80 мм, для барометрической трубы 125 мм.
Для расчета высоты барометрической трубы запишем уравнение Бернулли для двух сечений:
где P0=101384 Па – атмосферное давление
ρ=1000 кг/м3 – плотность воды
λ – коэффициент трения в барометрической трубе, зависящий от режима течения жидкости:
При данном числе Рейнольдса коэффициент местных сопротивлений рассчитывается по формуле Никурадзе:
∑ζi – сумма коэффициентов местных сопротивлений
∑ζi =ζвх + ζвых=0,5+1=1,5
0,5 – добавка на колебания атмосферного давления