Курсовая работа: Расчет трехкорпусной выпарной установки непрерывного действия
P3ср = Pвп3 + 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 |
P1ср = 0,2872
|
t1ср=131,9
|
r1ср=2173,5
|
P2ср = 0,1611
|
t2ср=113,4
|
r2ср=2225
|
P3ср = 0,0268
|
t3ср=62,3
|
r3ср=2374
|
Определяем
гидростатическую депрессию по корпусам
Сумма гидростатических
депрессий составляет:
в) Температурная
депрессия определяется по уравнению:
, (1.6)
где Тср
=(tср + 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
1.3 Расчёт полезной
разности температур
Необходимым условием
передачи тепла в каждом корпусе является наличие некоторой полезной разности
температур греющего пара и кипящего раствора.
Полезные разности
температур по корпусам равны:
ºС
ºС
ºС
Общая полезная разность
температур:
ºС
Проверим общую полезную
разность температур:
1.4 Определение
тепловых нагрузок
Расход греющего пара в
первом корпусе, производительность каждого корпуса по выпариваемой воде и
тепловые нагрузки по корпусам определяются путем совместного решения уравнений
тепловых балансов по корпусам и уравнениями баланса по воде для всей установки:
(1.7)
, а , то
(1.8)
(1.9)
(1.10)
W=W1+ W2+ W3, (1.11)
где D – расход греющего пара в первом
корпусе, кг/с;
Н,h – энтальпия пара и конденсата,
соответственно, Дж/кг;
1,03, 1,02, 1,01 – коэффициенты, учитывающие 3;2;1 %
потерь тепла в окружающую среду по корпусам, соответственно (потери тепла
обычно принимают в размере 2 ÷ 6% от тепловой нагрузки
аппарата);
C – удельная теплоемкость, Дж/кг∙К;
– теплота концентрирования
по корпусам. Величинами пренебрегаем, поскольку эти
величины значительно меньше принятых потерь тепла;
tн – температура кипения исходного раствора,
подаваемого в первый корпус,
– температура кипения в i-ом корпусе.
,
где – температурная депрессия
для исходного раствора;
сн, с1, с2 –
теплоёмкость растворов при концентрациях , кДж/(кг×К)
Теплоёмкость (в кДж/(кг×К)) разбавленных водных растворов ( < 20%)
рассчитывается по формуле:
(1.12)
Подставим известные
значения в уравнения.
W = 1,48 = W1+ W2+ W3
1,48 = + +
Oтсюда :D = 0,2286 кг/с.
Тогда:
W1 = 0,954×0,2286 – 0,0141 = 0,204 кг/с
W2 = 0,875×0,2286 + 0,58 = 0,78 кг/с
W3 = 0,7001×0,2286 + 0,336 = 0,496 кг/с
Проверка
W = W1 + W2 + W3 = 0,204+0,78+0,496= 1,48 кг/с
Определим тепловые
нагрузки, кВт
Q1 = D∙2139
= 0,2286∙2139=488,98
Q2 = W1∙2180
= 0,204∙2180=444,72
Q3 = W2∙2234
=0,78∙2234= 1742,52
Полученные данные сводим
в табл.1.4.
Таблица 1.4 –
Параметры растворов и паров по корпусам
Параметр
|
Корпус
|
1 |
2 |
3 |
Производительность по испаряемой
воде W, кг/с
|
0,204 |
0,78 |
0,496 |
Концентрация растворов x, %
|
6,5 |
8,7 |
15 |
|
|
|
|
Температура греющих паров tГ, ºC
|
143,6 |
129,78 |
110,4 |
|
|
|
|
Температура кипения раствора tк ,ºC
|
133,37 |
115,19 |
64,8 |
Полезная разность температур ∆tп, ºC
|
10,23 |
14,59 |
45,6 |
Тепловая нагрузка Q, кВт
|
488,98 |
444,72 |
1742,52 |
1.5 Расчет
коэффициентов теплопередачи
Коэффициент теплопередачи
рассчитываем, исходя из того, что при установившемся процессе передачи тепла
справедливо равенство:
(1.13)
Коэффициент теплопередачи
К в [Вт/(м2 К)] можно рассчитать по уравнению:
, (1.14)
где q – удельная тепловая нагрузка,
Вт/м2; q =
Q/F;
и – коэффициенты теплоотдачи
от конденсирующегося пара к стенке и от стенки к кипящему раствору соответственно,
Вт/(м2∙К);
– сумма термических
сопротивлений стенки загрязнений и накипи, (м2∙К/Вт);
– разность температур между
греющим паром и стенкой со стороны пара в первом корпусе, ºС;
– перепад температур на стенке, ºС;
– разность между
температурой стенки со стороны раствора и температурой кипения раствора, °С.
Коэффициент теплоотдачи рассчитываем
по уравнению:
, (1.15)
где – теплота
конденсации греющего пара, Дж/кг;
– разность температур
конденсата пара и стенки, ºС;
– соответственно плотность,
кг/м3, теплопроводность Вт/(м∙К) и вязкость
конденсата, Па∙с, при средней температуре плёнки:
Первоначально принимаем
Страницы: 1, 2, 3
|