1.2.7 Распределение полезной разности температур

Полезные разности температур в корпусах установки находим из условия

Равенства их поверхностей теплопередачи:

, (15)

где ∆t_Пj, Q_j, K_j – полезная разность температур, тепловая нагрузка, коэффициент теплопередачи для j–го корпуса

Подставив численные значения, получим:

град;

град;

град.

П роверим общую полезную разность температур установки:

;

град.

1.2.8 Расчет поверхности теплопередачи

Рассчитаем поверхность теплопередачи выпарных аппаратов по формуле:

,

м²;

м²;

м².

Найденные значения мало отличаются от ориентировочно определенной ранее поверхности F_ор. Поэтому в последующих приближениях нет необходимости вносить коррективы на изменение конструктивных размеров аппаратов. Сравнение распределенных из условий равенства поверхностей теплопередачи рассчитанных значений полезных разностей температур ∆t_п приведена в таблице 5 :

Таблица 5- Распределение полезных разностей температур по корпусам:

	Корпус
	1	2	3
Распределение в 1-м приближении значения ∆tП, град	19,81	19,83	22,95
Предварительно рассчитанные значения ∆tп , град	10,94	14,11	36,84

Второе приближение

Как видно, полезные разности температур, рассчитанные из условия равного перепада давления в корпусах и найденные в 1-ом приближении из условия равенства поверхностей теплопередачи в корпусах, существенно различаются. Поэтому необходимо заново перераспределить температуры (давления) между корпусами установки. В основу этого перераспределения температур (давлений) должны быть положены полезные разности температур, найденные из условия равенства поверхностей теплопередачи аппаратов.

1 .2.9 Уточненный расчет поверхности теплопередачи

В связи с тем, что существенное изменение давлений по сравнению с рассчитанным в первом приближении происходит только в 1-м и 2-м корпусах (где суммарные температурные потери незначительны), во втором приближении принимаем такие же значения для каждого корпуса, как в первом приближении. Полученные после перераспределения температур (давлений) параметры растворов по корпусам представлены ниже (таблица 6).

Таблица 6 – Параметры растворов и паров по корпусам:

Параметр	Корпус
	1	2	3
Производительность по испаряемой воде , кг/с	0,604	0,65	0,746
Концентрация растворов х, %	13,2	20,4	50
Температура греющего пара в 1-ом корпусе tг1, 0С	142,9	_	_
Полезная разность температур ∆tп, град	19,81	19,1	22,95
Температура кипения раствора tк = tг-∆tп, 0С	123,09	100,93	71,89
Температура вторичного пара tвп = tк-(∆/-∆//), 0С	121,03	95,841	46,43
Давление вторичного пара Рвп, МПа	0,199	0,085	0,01
Температура греющего пара tг = tвп-∆///, 0С	_	120,03	94,841

Р ассчитаем тепловые нагрузки (в кВт):

;

;

;

Расчет коэффициентов теплопередачи, выполненный описанным выше методом, приводит к следующим результатам [в Вт/(м²·К)]:

Распределение полезной разности температур (в град.):

град;

град;

град.

Проверка суммарной разности температур:

;

⁰С

Сравнение полезных разностей температур ∆t_п, полученных во 2-м и 1-м приближениях таблица 7:

Таблица 7- Распределение полезных разностей температур па корпусам:

	Корпус
	1	2	3
∆tп во 2-м приближении, град	18,30	18,30	25,29
∆tп в 1-м приближении, град	19,81	19,83	22,95

Различия между полезными разностями температур по корпусам в 1-ом и во 2-ом приближениях превышают 5%, необходимо выполнить следующее ,

3-е приближение, взяв за основу расчета ∆t_п из 2-го приближения, и т.д., до совпадения полезных разностей температур.

Т ретье приближение

Полученные после перераспределения температур (давлений) параметры растворов и паров по корпусам представлены ниже (таблица 8).

Таблица 8 – – Параметры растворов и паров по корпусам:

Параметр	Корпус
	1	2	3
Производительность по испаряемой воде , кг/с	0,604	0,65	0,746
Концентрация растворов х, %	13,2	20,4	50
Температура греющего пара в 1-ом корпусе tг1, 0С	142,9	_	_
Полезная разность температур ∆tп, град	18,30	18,30	25,29
Температура кипения раствора tк = tг-∆tп, 0С	124,6	103,7	71,71
Температура вторичного пара tвп = tк-(∆/-∆//), 0С	123	98,61	46,25
Давление вторичного пара Рвп, МПа	0,219	0,097	0,01
Температура греющего пара tг = tвп-∆///, 0С	_	122,01	97,61

Рассчитаем тепловые нагрузки (в кВт):

;

;

;

Расчет коэффициентов теплопередачи, выполненный описанным выше методом, приводит к следующим результатам [в Вт/(м²·К)]:

Р аспределение полезной разности температур (в град.):

град;

град;

град.

Проверка суммарной разности температур:

;

⁰С

Сравнение полезных разностей температур ∆t_п, полученных в 3-ем и во 2-м приближениях таблица 9:

Таблица 9 - Характеристика растворов:

	Корпус
	1	2	3
∆tп во 3-м приближении, град	18.35	19,18	24,36
∆tп во 2-м приближении, град	18,30	18,30	25,29

Различия между полезными разностями температур по корпусам во 2-ом и в 3-ем приближениях не превышают 5%.Значит, на этом заканчиваем приближения.

Поверхность теплопередачи выпарных аппаратов:

м²;

м²;

м².

По ГОСТ 11987-81 [2] выбираем выпарной аппарат (тип 1, исполнение 2)

с о следующими характеристиками (таблица 9).

Таблица 9 – Техническая характеристика выпарного аппарата с естественной циркуляцией и вынесенной греющей камерой :

Номинальная поверхность теплообмена Fн, м2	40
Диаметр труб d, мм	38×2
Высота труб Н, мм	4000
Диаметр греющей камеры dк, мм	600
Диаметр сепаратора dс, мм	1200
Диаметр циркуляционной трубы dц, мм	400
Общая высота аппарата На, мм	12500
Масса аппарата Ма, кг	4700