Полезная разность температур
Общая полезная разность температур равна:
(3)
Полезные разности температур по корпусам (в °С) равны:
Тогда общая полезная разность температур:
Проверяем общую полезную разность температур:
Полезные разности температур отличаются менее чем на1 ˚С.
Определение тепловых нагрузок
Совместным решением уравнений тепловых балансов по корпусам и уравнения балансов по воде для всей установки, определяем расход греющего пара в 1-ом корпусе, производительность каждого корпуса по выпариваемой воде и тепловые нагрузки по корпусам.
где
Q1,
Q2,
Q3
– тепловые нагрузки по корпусам, кВт;
D
– расход греющего пара в 1-ом корпусе,
кг/с; 1,03 – коэффициент, учитывающий 3%
потерь тепла в окружающую среду; h''г.1..,
h''г.2.,
h''г.3.
- энтальпии греющих паров по корпусам
кДж/кг; h''вп.1.,
h''вп.2.,
h''вп.3.
- энтальпии вторичных паров по корпусам
кДж/кг; h'1,
h'2,
h'3
– энтальпии конденсата по корпусам,
кДж/кг; св
– теплоёмкость воды кДж/кг.К;
сн,
с1,
с2
– теплоёмкости раствора начальной
концентрации в первом корпусе и втором
корпусе, соответственно, кДж/кг,К;
tн,
tк.1.,
tк.2.–
температура кипения исходного раствора
при давлении в 1-ом корпусе и температуры
кипения растворов по корпусам
соответственно, оС
°C
(где ∆'н
– температурная депрессия исходного
раствора); Q1.конц.,
Q2.конц.,
Q3.конц.
– теплота концентрирования по корпусам,
кВт; принимаем Q1.конц.
= Q2.конц.
=
=Q3.конц.
= 0, так как при концентрировании раствора
NaCl
теплота не поглощается, а выделяется.
Таким образом, выделившееся количество
теплоты идёт в запас.
Полученные расходы незначительно отличаются от принятого распределения. Т.к. погрешность не превышает 3%, пересчёт нагрузок не производится. Используя эти данные, найдём:
Q1 = 2689,8283 (кВт)
Q2 = 2631,059 (кВт)
Q3 = 2904,255 (кВт)
Результаты расчёта сведены в таблицу:
Таблица 4
Наименование параметра |
1-й корпус |
2-й корпус |
3-й корпус |
Производительность по упариваемой воде w, кг/с. |
1,27 |
1,35 |
1,59 |
Концентрация растворов х, % |
1,4 |
2,5 |
16 |
Давление греющих паров Pг, МПа |
1 |
0,67 |
0,34 |
Температура греющих паров tг, ˚C |
179,9 |
163,2 |
137,9 |
Температурные потери åD, град |
2,93 |
3,49 |
24,1 |
Температура кипения раствора tк, ˚C |
166,13 |
141,39 |
69,9 |
Полезная разность температур Dtп, град |
13,77 |
21,81 |
68 |
Выбор конструкционного материала
Выбираем конструкционный материал, стойкий к среде кипящего раствора NaCl в интервале изменения концентраций от 1,0 до 15%. В этих условиях химически стойкой является сталь марки 12X18Н10Т, имеющая скорость коррозии не менее 0,1 мм в год, коэффициент теплопроводности lст = 18,0 Вт/(м.К).