Файл: 244.pdf

0,23

ϕ= 18 ×æç 0,252ö÷ ×0,7850,3 =0,65.

122,12 ç 0,454÷

èø

§для II корпуса (a2 = 45 % масс.; P2 = 1,01 × 104 Па):

B01 = 46×1,670,57 =63,69.

BP1 =63,69×0,653,33 =15,17.

B02 = 46×0,010,57 =12,45.

BP2 =12,45×0,523,33 =1,41.

Численные значения составляющих уравнения (2.6) приве- дены в таблице 3.

Значения F принимаем в пределах F = 25 – 75 м2. Вычисля- ем Σ и результаты заносим в таблицу 3.

- 16 -

Рис. 6. Нахождение коэффициента теплопередачи.

KРАС = 1410 Вт/(м2×К).

4.4. Поверхность теплообмена.

Расчётная поверхность теплообмена подогревателя:

Расчётная поверхность теплообмена FРАС = 17,17 м2 соот- ветствует ранее принятой FОР = 17,5 м2, поэтому перерасчёт не делаем.

Расход греющего пара в подогревателе раствора:

D = QrП =1603,1×103 =742,5 кг/с. 2159

- 25 -

Расчётное уравнение теплопередачи [1, 4]:

Для удобства итерации расчётное уравнение теплопередачи запишем в виде:

или вводя соответствующую символику, будем иметь:

800 – 1550, вычисляем составляющие уравнения теплопередачи и находим расчётное значение K графически.

- 24 -

Таблица №3. К решению уравнения теплопередачи.

Расчётная поверхность теплообмена ВА находится графи-

чески Σ = f(F) (рис. 3).

Рис. 3. Нахождение поверхности теплообмена ВА.

FРАС = 55 м2 (без учётазагрязнений).

2.5.3. Проверка на сходимость результатов решения второго приближения.

Ранее был выбран ВА с FОР = 50,5 м2, а по каталогу FК = = 63 м2. По расчёту получили FРАС = 55 м2. Коэффициент запаса составляет:

- 17 -

что допустимо.

Для дальнейших расчётов принимаем ВА с FРАС = 55 м2 и

проверяем на адекватность температурный режим для каждого корпуса по уравнению (2.6).

Для I корпуса:

Эти значения и найденные по ним значения температур ки- пения раствора, вторичных паров и давления в сепараторах за- носим в таблицу 2, как II приближение.

Используя полученные значения параметров процесса вы-

паривания во втором приближении рассчитываем по уравнению (2.4) количество выпаренного растворителя в I корпусе, а затем во втором и количество теплоты по уравнениям (2.1) и (2.2).

Q'1 = 4,72 × 3,69 × (104,9 – 105) + 1,57 × (2679 – 4,19 × 104,9) =

- 18 -

4.2. Температурный напор.

Температурный напор равен (см. рис. 5):

KОР = 1500 Вт/(м2×К) [2, 10]. Находим ориентировочную по- верхность теплообмена FОР [10] из уравнения теплопередачи:

По каталогу выбираем ближайший больший с F = 17,5 м2

двухходовой с коэффициентом запаса x = 1,08; d = 25×2 мм; H = = 4 м; fТР = 1,0 × 10–2 м (одного хода).

Скорость раствора в трубах определяем по уравнению

4. РАСЧЁТ ПОДОГРЕВАТЕЛЯ ИСХОДНОГО РАСТВОРА.

4.1. Общие положения.

В подогревателе раствор должен нагреваться до температу- ры, близкой к температуре кипения в I корпусе, которая, со- гласно 2му приближению, равна t1 = 104,9 °С. Температура по- догрева раствора t0 нами ранее принята t0 = 105 °С, что соответ- ствует принятым условиям, а греющий пар имеет те же пара- метры, что и для I корпуса ВА.

Теплофизические свойства раствора приведены ранее. Ма- териал подогревателя тот же, что и для корпуса ВУ.

Выбираем кожухотрубчатый теплообменный аппарат вер- тикального расположения: в трубное пространство подаётся раствор, а в межтрубное – сухой насыщенный водяной пар. ТА и его потоки имеют вид (рис. 4).

Рис. 5. Температурный напор.

Рис. 4. Схема ТА и его потоки.

- 22 -

= 3543 кВт.

Q'2 = 1,68 × (2679 – 4,19 × 103,2) = 3774 кВт.

Погрешность 2го приближения в I корпусе:

Q1 −Q1′ = 3462−3543×100_% = 2,2_%. Q1′ 3543

Погрешность 2го приближения во II корпусе:

Q2 −Q2′ = 3782−3774×100_% =0,2_%. Q2′ 3774

Так как погрешность по корпусам ВУ не превышает 5 %, то пересчёт концентраций не производим и расчёт считаем закон- ченным.

2.6. Расход греющего пара.

Расход греющего пара в I корпусе:

3. РАСЧЁТ БАРОМЕТРИЧЕСКОГО КОНДЕНСАТОРА СМЕШЕНИЯ.

Для нормальной работы конденсатора необходимо опреде- лить расход охлаждающей воды, объём отсасываемой паро- газовой смеси, а также геометрические размеры конденсатора

[1, 4].

3.1. Рабочий режим конденсатора.

Расход конденсируемого пара:

W = W2 = 1,68 кг/с.

Температура конденсируемого пара принимается на 1 – 1,5 °С ниже температуры вторичного пара вследствие гид- равлической депрессии:

θ' = θ2 – 1,5 = 45,4 – 1,5 = 43,9 °С.

Рабочее давление пара определяется по температуре θ' [2, 4]:

P'К = 0,091 × 105 Па.

- 19 -

Энтальпия конденсируемого пара [2, 4]: h'П = 2581 кДж/кг.

Температуру жидкости, покидающей конденсатор, прини- маем на 2 – 3 °С ниже θ':

t"В = θ' – 1,9 = 43,9 – 1,9 = 42 °С.

Температура воды на входе в конденсатор принимается t'В = 8 – 10 °С (артезианская скважина) или t'В = 15 – 25 °С (обо- ротная вода). Принимаем: t'В = 20 °С.

3.2. Расход охлаждающей воды.

Расход охлаждающей воды по уравнению ТБ:

3.3. Размеры конденсатора.

Вязкость воды при t"В = 42 °С: μВ = 650 × 10–6 Па×с [2, 4]. Плотность воды: ρВ = 990 кг/м3.

Скорость движения воды в трубе принимается в пределах

0,5 – 2,5 м/с. Принимаем: wВ = 1 м/с.

Диаметр трубы определяем из уравнения сплошности [1]:

Коэффициент гидравлического сопротивления [1]:

Коэффициент местных сопротивлений [1]:

§на входе в трубу: ξВХ = 0,5;

§на выходе из трубы: ξВЫХ = 1. Потерянный напор [1, 4]:

-20 -

Принимаем H = 10 м.

3.4. Расчёт вакуум-насоса.

Рассчитываем параметры отсасываемой паро-воздушной смеси. Температуру смеси определяем по эмпирической форму-

ле [1]:

tПГ = tП = tГ = t'В + 4 + 0,1 × (t'В – t"В) = 20 + 4 + 0,1 × (42 – 20) = = 26,2 °С.

Парциальное давление водяного пара при tП = 26,2 °С [2]: PГ = 0,034 × 105 Па.

Парциальное давление воздуха:

PГ = PК – PП = (0,091 – 0,034) × 105 = 0,057 ×105 Па.

Массовый расход отсасываемой паро-воздушной смеси оп- ределяется с учётом того, что из каждого килограмма смеси ох- лаждаемой воды и конденсата десорбируется около 0,025 × × 10–3 кг воздуха, а за счёт подсоса воздуха на килограмм вто-

ричного пара приходится около 10 × 10–3 кг [1]. GГ = [0,025(W + GВ) + 10W] × 10–3 =

= [0,025 × (1,68 + 43,8) + 10 × 1,68] × 10–3 = 17,94 × 10–3 кг/с.

Теоретическая мощность вакуум-насоса на сжатие газа:

- 21 -