Распределениесуммарной полезной разности температур

Проверяем суммарную полезную разность температур

Вычисляем поверхности теплопередачи корпусов

Найденные поверхности теплоперендачи выпарных аппаратов отличаются от ориентировочно рассчитанных. Поэтому выбираем выпарные аппараты с поверхностью теплопередачи 192 м².

При увеличении размеров аппаратов изменяется площадь сечения потока и масса циркулирующего раствора. Необходимо уточнить перегрев раствора в каждом корпусе.

Площадь сечения потока составит

Перегрев растворав первом корпусе

во втором корпусе

в третьем корпусе

Суммарная полезная разность температур составит

Пересчитываем полезные разности температур для каждогокорпуса

Сравниваемполучпределенные из условия равенства поверхностей теплопередачи и предварительно рассчитанные значения полезных разностей температур в корпусах:

	Корпус
	1	2	3
Значения , полученные в первом приближении, град.	20,7	19,0	24,9
Значения , предварительно рассчитанные, град.	7,9	13,8	40,6

Полезные разности температур существенно отличаются. Необходимо сделать уточненный расчет.

Второе приближение

Перераспределяем температуры паров и растворов с учетом полученных в первом приближении полезных разностей температур

Таблица 3.6 – Параметры растворов и паров после перераспределения температуры

Параметры	Корпус
	1	2	3
Производительность по испаряемой воде , кг/с	2,78	2,58	2,64
Концентрация раствора , %	7,0	10,9	25,0
Температура греющего пара ,	133,5	109,1	85,9
Полезная разность температур , град.	20,7	19,0	24,9
Температура кипения раствора ,	112,8	90,1	61,0
Сумма депрессий температуры , град.	2,7	3,2	6,0
Температура вторичного пара ,	110,1	86,9	55,0
Температуная депрессия , град.	1,4	2,1	5,1
Температура кипения ,	111,5	89	60,1

Рассчитаем тепловые нагрузки корпусов (в кВт). Предварительно находим энтальпии вторичных паров и рассчитываем температуру подачи раствора в первый корпус:

, , ,

Тепловые нагрузки равны:

Расчет коэффициентов теплопередачи выполняем аналогично расчету в первом приближении. Получим:

, ,

Распределяем полезную разность температур

Сравниваем полезные разности температур, полученные в первом и втором приближениях

	Корпус
	1	2	3
Значения , полученные в первом приближении, град.	20,7	19,0	24,9
Значения , полученные во втором приближении, град.	21,9	19,7	23,0

Так как полезные разности температур отличаются более чем на 5%, выполняем еще одно приближение.

Третье приближение

Перераспределяем температуры паров и растворов

Таблица 3.7 – Параметры растворов и паров после перераспределения температуры

Параметры	Корпус
	1	2	3
Производительность по испаряемой воде , кг/с	2,78	2,58	2,64
Концентрация раствора , %	7,0	10,9	25,0
Температура греющего пара ,	133,5	107,9	84,о
Полезная разность температур , град.	21,9	19,7	23,0
Температура кипения раствора ,	111,6	88,2	61,0
Сумма депрессий температуры , град.	2,7	3,2	6,0
Температура вторичного пара ,	108,9	85,0	55,0
Температуная депрессия , град.	1,4	2,1	5,1
Температура кипения ,	110,3	87,1	60,1

Рассчитываем тепловые нагрузки корпусов (в кВт). Энтальпии вторичных паров и температура подачи раствора в первый корпус:

, , ,

В третьем приближении получим следующие результаты:

, , ,

, , ,

, ,

Полезные разности температур, полученные во втором и третьем приближениях

	Корпус
	1	2	3
Значения , полученные во втором приближении, град.	21,9	19,7	23,0
Значения , полученные в третьем приближении, град.	21,9	19,6	23,1

Различия в полезных разностях температур не превышают 5%.

Рассчитываем значения площади поверхности теплопередачи выпарных аппаратов:

Выбираем выпарные аппараты с поверхностью теплообмена .

Остальные расчеты выполняем аналогично приведенным в примере Пример 1.

Приложения

Приложение 1. Аппараты с центробежным брызгоотделителем

Аппараты с естественной циркуляцией, соосной греющей камерой и кипением раствора в трубах (Тип I исполнение 1)

Аппарат состоит из греющей камеры, сепаратора с отбойником и брызгоотделителем и циркуляционной трубы.

 Греющая камера представляет собой пучок труб, заключенный в цилиндрическую обечайку. Верхние и нижние концы труб завальцованы в трубные решетки, приваренные к концам обечайки.

Сепаратор – цилиндрический сосуд с эллиптической верхней крышкой и коническим днищем. В верхней части сепаратора расположен брызгоотделитель. Выпариваемый раствор, поднимаясь по трубам, поступает в сепаратор, где разделяется на жидкую и паровую фазы. Вторичный пар, проходя сепаратор и брызгоотделитель, освобождается от капель раствора и выходит из аппарата через штуцер Б.

Раствор по циркуляционной трубе опускается вниз и поступает в нижнюю часть труб, где подогревается греющим паром и по мере подъема вскипает.

Греющий пар через штуцер А поступает в межтрубное пространство, где конденсируется. Конденсат удаляется через штуцер Д.

При работе аппарата в системе многокорпусной установки раствор из предыдущего аппарата в следующий рекомендуется подавать через нижнюю соединительную камеру под трубную решетку.

Техническая характеристика аппаратов (Тип I исполнение 1)

Аппараты с естественной циркуляцией, соосной греющей камерой, вынесенной зоной кипения и солеотделением (Тип I исполнение 2)

Аппарат состоит изгреющей камеры, сепаратора с трубой вскипания, отбойником и брызгоотделителем, циркуляционной трубы и солеотделителя.

Конструкция греющей камеры аналогична аппарату исполнения I

Кипение раствора происходит не в греющих трубах, а в трубе вскипания, расположенной над греющей камерой внутри сепаратора. Кипение в греющих трубах предотвращается за счет гидростатического давления столба жидкости в трубе вскипания.

Циркуляция раствора в аппарате осуществляется по контуру: сепаратор – циркуляционная труба – солеотделитель – греющая камера – сепаратор.

Вторичный пар, пройдя сепаратор и брызгоотделитель, освобождается от капель раствора и выходит из аппарата через штуцер Б. Уровень раствора должен поддерживаться по верхней кромке трубы вскипания. Снижение уровня приводит к потере полезного напора и уменьшению скорости циркуляции раствора, а значительное повышение уровня может вызвать повышенный унос раствора.

Выпадающие из раствора крупные кристаллы солей осаждаются в солеотделителе и выводятся с упаренным раствором через штуцер Г, а мелкие – уносятся циркулирующим потоком жидкости.

Исходный раствор, поступающий на выпаривание, подается в аппарат через штуцер В.

Конструкцией аппарата предусмотрен штуцер Здля промывки для промывки нижней части сепаратора и солеотделителя.

Техническая характеристика аппаратов (Тип I исполнение 2)

Аппараты с естественной циркуляцией, вынесенной греющей камерой и кипением раствора в трубах (Тип II исполнение 1)

Аппарат состоит из греющей камеры, сепаратора с брызгоотделителем и циркуляционной трубы.

К верхней трубной решетке подсоединена переходная камера со штуцером для соединения с сепаратором. В верхней части сепаратора расположен брызгоотделитель. Коническое днище сепаратора соединено с циркуляционной трубой, которая посредством колена подсоединяется к нижней растворной камере.

Циркуляция раствора в аппарате осуществляется по замкнутому контуру: сепаратор – циркуляционная труба – греющая камера – сепаратор.

Выпариваемый раствор, поднимаясь по трубам, нагревается и по мере подъема вверх вскипает.

Образовавшаяся парожидкостная смесь направляется тангенциально в сепаратор, где происходит разделение жидкой и паровой фаз. Вторичный пар, пройдя сепаратор и брызгоотделитель, освобождается от капель и выходит из аппарата через штуцер Б. Раствор возвращается по циркуляционной трубе в греющую камеру.

Греющий пар через штуцерА поступает в межтрубное пространство аппарата, где конденсируется. Конденсат удаляется через штуцер Д.

Раствор подают через один из штуцеровВв зависимости от характера работы аппарата.

Конструкцией аппарата предусмотрена механическая очистка внутренней поверхности греющих труб.

Техническая характеристика аппаратов (Тип 2 исполнение 1)