2.3 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:

2.4 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:

(2.7)

Так как , а, то

(2.8)

(2.9)

(2.10)

W=W₁+ W₂+ W₃, (2.11)

где D – расход греющего пара в первом корпусе, кг/с; – 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); – удельная теплоемкость, Дж/кг∙К;– теплота концентрирования по корпусам. Величинамипренебрегаем, поскольку эти величины значительно меньше принятых потерь тепла;t_н – температура кипения исходного раствора, подаваемого в первый корпус, – температура кипения вi-ом корпусе.

,

где – температурная депрессия для исходного раствора;с_н, с₁, с₂ – теплоёмкость растворов при концентрациях , кДж/(кгК)

Теплоёмкость (в кДж/(кгК)) разбавленных водных растворов (< 20%) рассчитывается по формуле:

(2.12)

Подставим известные значения в уравнения.

W = 1,98 = W₁+ W₂+ W₃

W = 1,98 = W₁+ W₂+ W₃

1,98 = ++

Отсюда:D = 0,639 кг/с.

Тогда:

W₁ = 0,9540,63 – 0,008 = 0,6 кг/с

W₂ = 0,8810,63 + 0,086 = 0,65 кг/с

W₃ = 0,7040,63 – 0,272 = 0,73 кг/с

Проверка

W = W₁ + W₂ + W₃ = 0,6 + 0,65 + 0,73 = 1,98 кг/с

Определим тепловые нагрузки, кВт:

Q₁ = D∙2139,1 = 0,63∙2139,1=1366,9

Q₂ = W₁∙2178,9 = 0,6∙2178,9=1307,6

Q₃ = W₂∙2249,2 = 0,66∙2249,2=1462,0

Полученные данные сводим в табл.2.4.

Таблица 2.4 – Параметры растворов и паров по корпусам

Параметр	Корпус
	1	2	3
Производительность по испаряемой воде W, кг/с	0,6	0,65	0,73
Концентрация растворов x, %	5,1	7,3	14
Давление греющих паров Рг ,МПа	0,4	0,2733	0,1466
Температура греющих паров tГ, ºC	143,6	130,1	110,6
Температурные потери , ºC	3,55	4,32	12,16
Температура кипения раствора tк ,ºC	133,65	114,92	72,16
Полезная разность температур ∆tп, ºC	9,95	15,18	38,44
Тепловая нагрузка Q, кВт	1366,9	1307,6	1462,0

2.5 Выбор конструкционного материала

В качестве конструкционного материала выбираем стойкую в среде кипящего раствора NaCl в диапазоне рабочих концентраций сталь марки Х18Н10Т. Коэффициент теплопроводности этой стали 25,1 Вт/м∙К.