3.5. Уточнение значений W1, W2, W3 .

Уточнение значений W1, W2, W3 на основе величин, содержащихся в предварительном варианте таблицы, путём совместного решения системы уравнений:

Q1=D1(h1-ck1T1)=S0c0(t1-t0)+W1(i1-cpt1)

Q2=(W1-E1)(h2-ck2T2)=S1c1(t2-t1)+W2(i2-cpt2)

Q3=W2(h3-ck3T3)=S2c2(t3-t2)+W3(i3-cpt3), которые описывают тепловые балансы корпусов (кроме первого корпуса) и дoполненный уравнением:

W= W1+ W2+ W3.

Пусть X1 = h1 – ck1T1 = 2117,1 кДж/кг

X2 = h2 – ck2T2 = 2208,4 кДж/кг

X3 = h3 – ck3T3 = 2300,5 кДж/кг

Y1 = t1 – t0 = 21,7 0С

Y2 = t2 – t1 = -33,9 0С

Y3 = t3 – t2 = -46,0 0С

Z1 = i1 – cpt1 = 2193,3 кДж/кг

Z2 = i2 – cpt2 =2279,9 кДж/кг

Z3 = i3 – cpt3 = 2390,8 кДж/кг, где Со – теплоёмкость исходного раствора (10% (NH4)2SO4 при температуре кипения t0 = 101,5 0С): Со=3,65 кДж/кгК (4, стр.59).

По (3, стр.535) находим:

ck1 = 1,005 ккал/кгК = 4,21 кДж/кгК (при 150,0 0С)

ck2 = 1,002 ккал/кгК = 4,19 кДж/кгК (при 118,8 0С)

ck3 = 1,000 ккал/кгК = 4,19 кДж/кгК (при 83,6 0С)

cp =4,18 кДж/кгК

Т.о., W1 = X2E2/(X2+cpY2) + Soc0Y2/(X2+cpY2)+ +Z2W2/(X2+cpY2) = 1,1031 W2 +2009,7

W2 = Y3S0c0/(X3+cpY3+Z3) + Z3W/(X3+cpY3+Z3)-(cpY3+Z3) * W1/(X3+cpY3+Z3) = -0,4887 W1 +5630,7

Решая систему уравнений, получим:

W1 = 5342 кг/ч

W2 = 3021 кг/ч

W3 = 3638 кг/ч.

3.6. Расчёт предварительных значений тепловых потоков:

Q1 = S0c0(t1-t0)+W1(i1-cpt1) = =20000*3,65*21,7+5342*2193,3=13,3*106 кДж/ч = 3,69*106 Вт

Q2=(W1-E1)(h2-ck2T2)=(5342-3000)*2208,4=5,17*106 кДж/ч= =1,44*106 Вт

Q3=W2(h3-ck3T3)=3021*2300,5=6,95*106 кДж/ч =1,93*106 Вт.

3.7. Расчёт комплексов А1, А2, А3, Во1, Во2, Во3.

3.7.1. A-комплекс, включающий теплофизические величины и зависящие от температур Т.

Примем высоту труб Н = 4000мм = 4м.

Для вертикальных труб:

А=0,94(l3r2rg/mH)1/4

Справочные данные: l,r, m - (3,стр.512); r- (3, стр. 523).

Ускорение свободного падения g = 9,82 м/с2. Заполним таблицу:

3.7.2. Во – коэффициенты отражающие свойства кипящего раствора и зависящие от давлений а, следовательно, и температур кипения в корпусах:

B0i = B0iB*j3,33, где B0iB = 46р0,57,

j - относительный коэффициент теплоотдачи для водных растворов неорганических веществ. j при пузырьковом кипении (NH4)2SO4 при атмосферном давлении найдем из графика зависимости j-а. График 1 строим на основании данных таблицы (1, стр. 40):

при а=10% j = 0,84

а=20% j = 0,68

На основании данных графика, заполняем таблицу:

3.8. Выбор конструкционного материала для выпарного аппарата.

Выбираем конструкционный материал, стойкий в среде кипящего раствора хлорида натрия в интервале изменения концентраций от 10 до 25%(5, стр. 309). В этих условиях химически стойкой является сталь марки Х18Н10Т. Скорость коррозии её менее 0,1мм/год (точечная коррозия). Коэффициент теплопроводности l = 16,4 Вт/м*К (5, стр. 101).