Расчёт многокорпусной выпарной установки
Второе приближение
В связи с тем, что существенное изменение давлений по сравнению с рассчитанным в первом приближении происходит только в первом и втором корпусах, где суммарные температурные потери незначительны, во втором приближении принимаем такие же значения Δ’, Δ”, Δ’” для каждого корпуса, как в первом приближении. Полученные после перераспределения температур (давлений) параметры растворов и паров по корпусам представлены в таблице 5.
Таблица 5 Параметры растворов и паров по корпусам после перераспределения температур
|
Параметры |
Корпус | ||
|
1 |
2 |
3 | |
|
Производительность по испаряемой воде w, кг/с |
0,83 |
0,89 |
0,947 |
|
Концентрация растворов х, % |
7,9 |
12,24 |
30 |
|
Температура греющего пара в первый корпус tг1, |
143,5 |
131 |
112,1 |
|
Полезная разность температур Δtп, °С |
21,5 |
17,8 |
16,54 |
|
Температура кипения раствора tк, °С |
122 |
113,21 |
95,56 |
|
Температура вторичного пара tвп, °С |
120,26 |
109,9 |
84,94 |
|
Давление вторичного пара Рвп, МПа |
0,27 |
0,15 |
0,046 |
|
Температура греющего пара tг, °С |
– |
119,26 |
108,9 |
Температура кипения раствора определяется по формуле (в °С):
Температура вторичного пара определяется по формуле (в °С):
Температура греющего пара определяется по формуле (в °С):
Рассчитаем тепловые нагрузки (в кВт):
Iвп1 = Iг2 = 2711 кДж/кг, Iвп2 = Iг3 = 2695 кДж/кг, Iвп3 = Iбк = 2628,4 кДж/кг.
Расчёт коэффициентов теплопередачи выполним описанным выше методом.
Рассчитаем α1 методом последовательных приближений. Физические свойства конденсата Na2SO4 при средней температуре плёнки сведены в таблице 6.
Примем в первом приближении Δt1 = 2,0 град.
Вт/(м2∙К)
Таблица 6 Физические свойства конденсата при средней температуре плёнки
|
Параметр |
Корпус | ||
|
1 |
2 |
3 | |
|
Теплота конденсации греющего пара r, кДж/кг |
2137,5 |
2173 |
2224,4 |
|
Плотность конденсата при средней температуре плёнки ρж, кг/м3 |
924 |
935 |
950 |
|
Теплопроводность конденсата при средней температуре плёнки λж, Вт/(м∙К) |
0,685 |
0,686 |
0,685 |
|
Вязкость конденсата при средней температуре плёнки μж, Па∙с |
0,193 ∙ 10-3 |
0,212 ∙ 10-3 |
0,253 ∙ 10-3 |
град
град
Для расчета коэффициента теплопередачи α2 физические свойства кипящих растворов Na2SO4 и их паров приведены в таблице 7.
Вт/(м2∙К)
Проверим правильность первого приближения по равенству удельных тепловых нагрузок:
Вт/м2
Вт/м2
Как видим, q’ ≠ q”. Для второго приближения примем Δt1 = 4 град, пренебрегая изменением физических свойств конденсата при изменении температуры, рассчитываем α1 по соотношению:
Таблица 7. Физические свойства кипящих растворов Na2SO4 и их паров
|
Параметр |
Корпус | ||
|
1 |
2 |
3 | |
|
Теплопроводность раствора λ, Вт/(м∙К) |
0,344 |
0,352 |
0,378 |
|
Плотность раствора ρ, кг/м3 |
1071 |
1117 |
1328 |
|
Теплоёмкость раствора с, Дж/(кг∙К) |
3876 |
3750 |
3205 |
|
Вязкость раствора μ, Па∙с |
0,26 |
0,3 |
0,6 |
|
Поверхностное натяжение σ, Н/м |
0,0766 |
0,0778 |
0,0823 |
|
Теплота парообразования rв, Дж/кг |
2197∙ 103 |
2219∙ 103 |
2268∙ 103 |
|
Плотность пара ρп, кг/м3 |
1,19 |
0,914 |
0,514 |
