Определение тепловых нагрузок

Расход греющего пара в 1-й корпус D, производительность каждого корпуса по выпаренной воде W, тепловые нагрузки по корпусам Q и удельный расход греющего пара d определяются по следующим уравнениям:

;

;

;

;

.

Результаты расчета сведены в таблицу:

Параметр	Корпус
	1	2	3
Производительность по испаряемой воде, w, кг/с Концентрация растворов, х, % Давление греющих паров, Рг Температура греющих паров, tг, ºС Температурные потери, ΣΔ, град Температура кипения раствора tк, ºС Полезная разность температур, Δtп, град

Расчет коэффициентов теплопередачи

Коэффициенты теплопередачи в корпусах выпарной установки можно рассчитать по следующей эмпирической зависимости

,

где – средняя концентрация раствора в корпусах, %.

Распределение полезной разности температур

Полезные разности температур в корпусах установки находим из условия равенства их поверхностей теплопередачи

, (5)

где , , – соответственно полезная разность температур, тепловая нагрузка, коэффициент теплопередачи для j-го корпуса.

Проверим общую полезную разность температур установки:

.

Теперь рассчитаем поверхность теплопередачи выпарных аппаратов по формуле (1).

2.3. Расчет барометрического конденсатора

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

Необходимо рассчитать расход охлаждающей воды, основные размеры (диаметр и высоту) барометрического конденсатора и барометрической трубы, производительность вакуум-насоса.

Расход охлаждающей воды

Расход охлаждающей воды G_в определяют из теплового баланса конденсатора:

, (6)

где – энтальпия паров в барометрическом конденсаторе, Дж/кг; – начальная температура охлаждающей воды, °С; – конечная температура смеси воды и конденсата, °С.

Разность температур между паром и жидкостью на выходе из конденсатора должна быть 3–5 град. Поэтому конечную температуру воды на выходе из конденсатора примем на 3 град ниже температуры конденсации паров.

Диаметр конденсатора

Диаметр барометрического конденсатора определяют из уравнения расхода

, (7)

где ρ – плотность паров, кг/м³; v – скорость паров, м/с.

При остаточном давлении в конденсаторе порядка 10⁴ Па скорость паров v = 15–25 м/с.

Выбираем барометрический конденсатор диаметром (см. приложение 3).