 |
Определение температурных потерь
|
|
|
|
Температурные потери в выпарном аппарате обусловлены температурной 
, гидростатической 
и гидродинамической 
депрессиями.
а) Гидродинамическая депрессия вызвана потерей давления пара на преодоление гидравлических сопротивлений трения и местных сопротивлений паропроводов при переходе из корпуса в корпус. Обычно в расчётах принимают 
= 1,0 – 1,5 ºС на корпус. Примем = 1 ºС, тогда температуры вторичных паров в корпусах равны:
t вп1 = t Г2 + 
= 129,78+1=130,78 ºС
t вп2 = t Г3 + 
= 110,4+1=111,4С
t вп3 = t бк + 
=53,71+1=54,71 ºС
Сумма гидродинамических депрессий:
ºС
По температурам вторичных паров определим их давления и теплоты парообразования (табл. 2.2).
Таблица 1.2 – Давления и теплоты парообразования
| Температура,ºС | Давление, МПа | Теплота парообразования, кДж/кг |
| tвп1=130,78 | Pвп1=0,2787 | rвп1=2177 |
| tвп2=111,4 | Pвп2=0,1504 | rвп2=2230 |
| tвп3=54,71 | Pвп3=0,0155 | rвп3=2367 |
б) Гидростатическая депрессия 
обусловливается наличием гидростатического эффекта, заключающегося в том, что вследствие гидростатического давления столба жидкости в трубах выпарного аппарата температура кипения раствора по высоте труб неодинакова. Величина 
не может быть точно рассчитана ввиду того, что раствор в трубах находится в движении, причем величина зависит от интенсивности циркуляции и изменяющейся плотности парожидкостной эмульсии, заполняющей большую часть высоты кипятильных труб. Приблизительно расчет возможен на основе определения температуры кипения в среднем поперечном сечении кипятильных труб. Величина определяется как разность температуры кипения в среднем слое труб 
и температуры вторичного пара (
):
(1.5)
Для того, чтобы определить 
нужно найти давление в среднем слое (P ср) и по этому давлению определить температуру в среднем слое (по таблице свойств насыщенного водяного пара). Плотность парожидкостной эмульсии в трубах при пузырьковом режиме кипения принимается равной половине плотности раствора. Плотность раствора (при 100 °С) определяется в зависимости от концентрации раствора в корпусе.
|
|
|
Давление в среднем сечении кипятильных труб (в МПа) равно сумме давлений вторичного пара в корпусе и гидростатического давления столба жидкости (∆ P ср) в этом сечении трубы длиной H:
P ср = P вп + ∆ P ср = P вп + 
Для выбора значения H нужно ориентировочно определить поверхность теплопередачи выпарного аппарата. При кипении водных растворов можно принять удельную тепловую нагрузку аппаратов с естественной циркуляцией q = 10000 ÷ 30000 Вт/м2. Примем q = 10000 Вт/м2. Тогда поверхность теплопередачи первого корпуса ориентировочно будет равна:
По ГОСТ 11987—81 для выпарного аппарата с естественной циркуляцией и вынесенной греющей камерой ближайшая будет поверхность – 63 м2 при диаметре труб 38x2 мми длине труб Н = 4000 мм.
Давления в среднем слое кипятильных труб корпусовравны:
P 1ср = P вп1 + 
МПа
P 2ср = P вп2 + 
МПа
P 3ср = P вп3 + 
МПа
Этим давлениям соответствуют следующие температуры кипения и теплоты парообразования (табл. 1.3):
Таблица1.3 – Температуры кипения и теплоты парообразования
| Давление, МПа | Температура,ºС | Теплота парообразования, кДж/кг |
| P 1ср = 0,2872 | t 1ср=131,9 | r 1ср=2173,5 |
| P 2ср = 0,1611 | t 2ср=113,4 | r 2ср=2225 |
| P 3ср = 0,0268 | t 3ср=62,3 | r 3ср=2374 |
Определяем гидростатическую депрессию по корпусам
Сумма гидростатических депрессий составляет:
в) Температурная депрессия определяется по уравнению:
, (1.6)
где Т ср =(t ср + 273), К;
– температурная депрессия при атмосферном давлении, ºС;
– теплота парообразования вторичного пара, кДж/кг.
|
|
|
Определяется величина как разность между температурами кипения раствора и чистого растворителя (воды) при атмосферном давлении. Температуры кипения раствора при атмосферном давлении в зависимости от концентрации даны в справочной литературе.
Находим значение 
по корпусам:
ºС
ºС
ºС
Сумма температурных депрессий равна:
Тогда температуры кипения растворов по корпусам равны:
ºС
ºС
ºС
|
|
|
