2.3 Определение полезного перепада температур на мву

а) Физико-химическая температурная депрессия для каждой ступени выпаривания определяется по уравнению:

(15)

где - значение температурной депрессии при атмосферном давлении,С. Табличные значенияв зависимости от концентрации заданного раствора можно получить из справочников [I,4,6,7,II,I3,I4,27,30]. При определениив выпарных аппаратах принимают концентрацию раствора на выходе из аппарата. Только для прямоточных аппаратов расчет ведут по средней концентрации раствора в аппарате:

;

- поправка на давление. На промпредприятиях выпаривание часто ведут под различным давлением, отличным от атмосферного как в большую, так и в меньшую стороны. В таких случаях поправку на давление вычисляют по формуле И.А. Тищенко

(16)

- температура кипения чистого растворителя (воды), К, при давлении вторичного пара в аппарате; определяется по давлениюиз [3]:

- теплота парообразования воды при давлении вторичного пара в аппарате; определяется по давлениюиз [3]:

Б) Гидростатическая температурная депрессия учитывается в выпарных аппаратах с вертикальным контуром естественной циркуляции. Определение ее происходит следующим образом.

За счет слоя кипящей жидкости в кипятильной трубке получаем дополнительное гидростатическое давление

(17)

где - величина “кажущегося” уровня в аппарате, м.

рекомендуется принимать в зависимости от свойств раствора от 0,3 до 0,8 высоты кипятильных трубок. Меньшие значения принимаются для первых ступеней, большие – для последних;

- плотность раствора в аппарате, кг/м³. Определяется по концентрации и ориентировочной температуре кипения раствора в данной ступени из [4]:

- ускорение свободного падения,=9,81 м/с².

Гидростатический эффект вызывает повышение температуры кипения раствора, что является причиной возникновения гидростатической температурной депрессии,С.

Определяется действительное давление на середине высоты слоя кипящего раствора в трубках как :

(18)

где - давление вторичного пара в сепараторе выпарного аппарата, Па:

По вычисленному действительному давлению из [3,4] находят температуру насыщения. Соответственно по давлениюиз [3,4] также определяем температуру насыщения при отсутствии гидростатического эффекта:

Теперь гидростатическую температурную депрессию можно вычислить по формуле:

; (19)

Гидростатическая температурная депрессия увеличивается с понижением давления и для аппаратов с естественной циркуляцией находится в пределах от 0,5 в первых ступенях до 35С при работе под вакуумом.

в) Гидродинамическая температурная депрессия возникает вследствие гидродинамических сопротивлений в паропроводах, соединяющих соседние ступени МВУ. Эти сопротивления приводят к незначительному снижению давления насыщенного пара и связанному с этим снижению температуры насыщения, которое в каждом интервале между ступенями на практике составляет 0,51,5С и в среднем может быть принято.

Общий температурный перепад на МВУ:

; (20)

где - температура конденсации вторичного пара последней ступени,С.

Разность между температурой конденсации греющего пара и средней температурой кипения раствора в выпарном аппарате называют полезной разностью температур. Полезная разность температур на всю МВУ будет меньше общего (располагаемого) перепада на величину суммы всех температурных потерь, т.е.

(21)

где - сумма физико-химических температурных депрессий во всех ступенях установки,С;

- сумма гидростатических температурных депрессий во всех ступенях установки,С;

- сумма гидродинамических температурных депрессий во всех интервалах между ступенями установки,С.