3. Определение тепловых нагрузок

Определим расход греющего пара в 1-й корпус D, производительность ка­ждого корпуса по выпаренной воде W, тепловые нагрузки по корпу­сам Q и удельный расход греющего пара d:

Q₁ = D(I_г1 – i₁) = W₁r₁ = 0.52*2271.6 = 1181.23 кВт

Q₂ = W₂r₂ = 0.57*2303.3 = 1312.89 кВт

Q₃ = W₃r₃ = 0.62*2364.9 = 1466.24 кВт

d = D/W = Q₁/W(I_г1 – i₁) = 1181.23/1.7*(2664.8 – 390) = 0.305 кг/с

Параметр	Корпус
	1	2		3
Производительность по испаряемой воде, w,кг/с	0.52		0.57		0.62
Концентрация растворов, х, %	14.5\4		21.8		46
Давление греющих паров, Рг, кПа	111.5		79.8		48.1
Температура греющих паров, tг,	102.7		93.2		80.4
Температурные потери,	5.27		7.3		15.3
Температура кипения раствора, tк,	98.47		87.7		71.4
Полезная разность температур,	5		6.6		12.2

4. Расчет коэффициентов теплопередачи

Коэффициенты теплопередачи в корпусах выпарной установки можно рассчитать по следующей эмпирической зависимости:

K_1,2,3 = 2500/e^{0.023 + 0.024x}

K₁ = 2500/ e^{0.023 + 0.024*12.7} = 1801 Вт/м² °С

K₂ = 2500/ e^{0.023 + 0.024*18.1} = 1582 Вт/м² °С

K₃ = 2500/ e^{0.023 + 0.024*33.6} = 1091 Вт/м² °С

5. Распределение полезной разности температур

Общая полезная разность температур установки:

Σ∆t_п = ∆t_п1 + ∆t_п2 + ∆t_п3 = 5 + 6.6 + 12.2 = 23.8

Теперь рассчитаем поверхность теплопередачи выпарных ап­паратов по формуле:

F = Q/K∆t_п

F₁ = 1181.23*10³/1801*5 = 131.2 м²

F₂ = 1312.89*10³/1582*6.6 = 125.8 м²

F₃ = 1466.24*10³/1091*12.2 = 110.2 м²

6. Расчет барометрического конденсатора

Для создания вакуума в выпарных установках обычно приме­няют конденсаторы смешения с барометрической трубой. В качестве охлаждающего агента используют воду, которая подается в конденса­тор чаще всего при температуре окружающей среды (около 20°С). Смесь охлаждающей воды и конденсата выливается из конденсатора по барометрической трубе. Для поддержания постоянства вакуума в системе из конденсатора с помощью вакуум-насоса откачивают не­конденсирующиеся газы.

Необходимо рассчитать расход охлаждающей воды, основные размеры (диаметр и высоту) барометрического конденсатора и баро­метрической трубы, производительность вакуум-насоса.

1. Расход охлаждающей воды

Расход охлаждающей воды G_B определяют из теплового балан­са конденсатора:

G_в = w₃(I_бк – с_вt_к)/с_в(t_к – t_н) = 0.62*(2602.2*10³ – 4200*(56.1-3))/4200*(56.1 – 6) = 7 кс/c

где I_бк - энтальпия паров в барометрическом конденсаторе, Дж/кг; t_H - начальная температура охлаждающей воды, °С; t_к - конечная тем­пература смеси воды и конденсата, °С.

Разность температур между паром и жидкостью на выходе из конденсатора должна быть 3-5 град. Поэтому конечную температуру воды t_K на выходе из конденсатора примем на 3 град ниже темпера­туры конденсации паров.