Вт/м2

Как видим, q’ ≈ q”. Так как расхождение между тепловыми нагрузками не превышает 3%, на этом расчёт коэффициентов α1 и α2 заканчиваем и находим К1:

Вт/(м2∙К)

Далее рассчитываем коэффициент теплопередачи для второго корпуса К2. Примем в первом приближении Δt1 = 2,0 град. Для определения К2 найдём:

Вт/(м2∙К)

град

град

Вт/(м2∙К)

Вт/м2

Вт/м2

Как видим, q’ ≠ q”. Для второго приближения примем Δt1 = 2,2 град.

Вт/(м2∙К)

Тогда получим:

град

град

Вт/(м2∙К)

Вт/м2

Вт/м2

Как видим, q’ ≈ q”. Так как расхождение между тепловыми нагрузками не превышает 3%, на этом расчёт коэффициентов α1 и α2 заканчиваем и находим К2:

Вт/(м2∙К)

Рассчитаем теперь коэффициент теплопередачи для третьего корпуса К3. Примем в первом приближении Δt1 = 2,0 град.

Вт/(м2∙К)

град

град

Вт/(м2∙К)

Вт/м2

Вт/м2

Как видим, q’ ≠ q”. Для второго приближения примем Δt1 = 2,5 град.

Вт/(м2∙К)

Тогда получим:

град

град

Вт/(м2∙К)

Вт/м2

Вт/м2

Как видим, q’ ≈ q”. Так как расхождение между тепловыми нагрузками не превышает 3%, на этом расчёт коэффициентов α1 и α2 заканчиваем и находим К3:

Вт/(м2∙К)

Распределение полезной разности температур:

град

град

Проверка суммарной полезной разности температур:

град

Сравнение полезных разностей температур, полученных в четвертом и третьем приближениях, представлено в таблице 16:

Таблица 16 Сравнение полезных разностей температур

Различия между полезными разностями температур по корпусам в первом и втором приближениях не превышают 5 %. Определяем поверхность теплопередачи выпарных аппаратов [1]:

м2

м2

м2

По ГОСТ 11987 – 81 выбираем выпарной аппарат со следующими характеристиками:

2. Определение толщины тепловой изоляции

Толщину тепловой изоляции δи находят из равенства удельных тепловых потоков через слой изоляции от поверхности изоляции в окружающую среду:

(22)

где αв – коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляционного материала в окружающую среду, Вт/(м2∙К) [6]:

tст2 – температура изоляции со стороны окружающей среды (воздуха); для аппаратов, работающих в закрытом помещении, выбирается в интервале 35 – 45 °С; tст1 – температура изоляции со стороны аппарата; ввиду незначительного термического сопротивления стенки аппарата по сравнению с термическим сопротивлением слоя изоляции tст1 принимают равной температуре греющего пара tг1;

tв – температура окружающей среды (воздуха), °С;

λи – коэффициент теплопроводности изоляционного материала, Вт/(м∙К). Выберем в качестве материала для тепловой изоляции совелит (85 % магнезии + 15 % асбеста), имеющий коэффициент теплопроводности λи = 0,09 Вт/(м∙К).

Вт/(м2∙К)

Рассчитаем толщину тепловой изоляции для первого корпуса:

м

Принимаем толщину тепловой изоляции 0,04 м и для других корпусов.

3. Расчёт барометрического конденсатора

Для создания вакуума в выпарных установках обычно применяют конденсаторы смешения с барометрической трубой. В качестве охлаждающего агента используют воду, которая подаётся 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 скачивают неконденсирующиеся газы.